02/09/2020
Səhifəmizin ilk məlumat paylaşımında göbələk mənşəli patogenlərin timsalında "Fusarium greminearum-u" qələmə almışıq. Yer üzərində 5.1 million ümumi göbələk növü mövcuddur və onların bitkilər üçün patogenetik xüsusiyyət daşıyan növlərinin hər birində fərqli xüsusiyyətlər olmaqla yanaşı eyni və ya oxşar xüsusiyyətlər də var. Ona görə də bu gün "Fusarium greminearum-un" timsalında siz oxuyucularımızın beynində göbələk mənşəli patogenlər haqqında ümumi təsəvvür yaratmağa çalışacağıq. Məlumatları əldə etdiyim mənbələri paylaşımın sonunda qeyd edəcəm.
MÖVZU:
Fusarium greminearumun həyat siklı ərzində genlərin ekspresiyası və tənzimlənməsi dinamikası.
Göbələk mənşəli patogenlər sərt şəraitlərdə həyatda qala bilməklə yanaşı fiziki, ətraf mühitin zərərli təsirləri və kimyəvi bariyerləri rahatlıqla aşa bilir, öz nüfus etdiyi bitkinin üzərində koloniyalar inşa edərək çoxala bilirlər. Fusarium graminearum göbələyi üzərində ilk araşdırılma aparılan göbələk növlərindən biri olmuşdur. Belə ki, bu göbələyin üzərində aparılan araşdırılmalar zamanı bir çox yeni araşdırma üsulları kəşf edilmiş, genenetik ekspresiyaların öyrənilməsi üçün müxtəlif növ analizlər götürülmüş və beləliklə göbələk mənşəli patogenlərin biologiyasının insanlıq tərəfindən öyrənilməsi baxımından böyük uğurlara imza atılmışdır.
Gen ekspresiyalarının vitro şəraitdə təhlili və müxtəlif dənli bitkilərin yoluxması zamanı həm unikal, həm də qeyri unikal transkripsiyayla tənzimlənmiş genlərin alt qrupları aşkar edilmişdir. Yerinə yetirdiyimiz bu genetik tədqiqatlarla iqtisadi cəhətdən bizə böyük zərər vuran bu törədicinin inkişaf və infeksiya siklı haqqında təsəvvürlərimizi genişləndirdik. Tətqiqatlar zamanı fusarium greminearumun sporogenez, spor cücərməsi, vegetativ böyüməsi və nüfus etdiyi bitkini necə yoluxdurduğu haqda ən son nəaliyyətlər əldə etdik. Nəhayət, fusarium graminearum biologiyası haqqında anlayışımızdakı bəzi boşluqları doldurduq və ekspresiya analizinin bu boşluqları aradan qaldırmaqda bizə nə dərəcədə kömək edə biləcəyinin şahidi olduq.
Fusarium graminearum infeksiyası qarğıdalıda saplaq və fuzarium baş çürüməsi, buğda və arpada fuzarium baş yanması kimi xəstəliklərə səbəb olur. Mülayim iqlim şəraitində f. graminearum bitki toxumalarının daxilində qışlayır və çiçəklərdə, gövdələrdə və ya köklərdə ilkin infeksiyaya səbəb ola bilən qeyri-cinsi konidiya və ya cinsi askosporlar istehsal edir. Sporlar cücərdikdən və bitki toxumasına nüfuz etdikdən sonra, mikroskopik analizlər bu göbələk növünün, bitki toxuması daxilində heç bir vizual zədələnmə müşahidə olunmadan hiflərininin inkişaf edərək hüceyrələrarası böyüyə biləcəyini və bitkinin daxili müdafiəsindən qaça biləcəyini göstərir. Bundan sonrakı mərhələdə, patogenin hüceyrədaxili böyüməsi və kolonizasiyası nekrozla əlaqələndirilir və f. graminearumun bir hemibiotrof olduğunu göstərir.
Qışlama və daxili möhtəviyyatın qorunmasının təşkili.
F. graminearum dünyanın yarı quru, mülayim və subtropik bölgələrində mövcudluğunu davam etdirir. Ona görə də ev sahiblərinə yoluxmaq üçün F. graminearum tez-tez yuxusuzluq dövrünə girməli və nəsillərinin sağ qalmasını təmin etmək üçün uyğun bir zamanda qoruyucu fermentlər ifraz etməlidir. Aksosporlar bu monosiklik xəstəlik üçün əsas qoruyucu vasitədir və külək, həşərat və yağışın təziyiqi ilə xaricə buraxılır. Cinsi olmayan konidiya, eyni zamanda sıçrayış dağılımı ilə qısa məsafələrə göbələklərin yayılmasına kömək edir. Peritesium əsasən kənd təsərrüfatı qalıqları üzərində müşahidə edildiyindən, həm qalıqlarda, həm də yoluxmuş toxumalarda meydana gələ bilir. Hər iki vəziyyətdə də ətraf mühit şərtləri sporogenezin başlanmasına əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir.
Spor cücərməsi.
Yeni bir yerə dağıldıqda, F. graminearumun konidiyası cücərmə boruları və vegetativ mitsel istehsal etmək üçün cücərməlidir. Sporların cücərməsinin əlverişli ətraf mühit şərtləri ilə koordinasiyası göbələklərin sağ qalması üçün vacibdir, lakin F. graminearum inkişafının bu tərəfini necə və hansı yolla tənzimlədiyi hələ də məlum deyil. Conidia tipik olaraq cücərmə borusu ortaya çıxmazdan əvvəl şişir və terminal hüceyrələr, interkalyar hüceyrələrə nisbətən daha çox cücərmə borusu istehsal edirlər. F. graminearum sporlarının cücərməsi sürətlə baş verə bilər – vitro şəraitdə 2 saatdan tez, bitki daxilində isə təxminən 6 saat ərzində proses tam olaraq yekunlaşır. Təbii ki, bu hal işıq, nəmlilik, temperatur və karbon mənşəli maddələrin miqdarından asılı olaraq dəyişir.
Vegetativ və Vitro şəraitində böyümə.
Vegetativ (saprofitik) böyümə qida əldə etməyi asanlaşdırır və spor cücərməsindən vegetativ böyüməyə keçmə, yağ turşusu oksidləşməsində iştirak edən genlərin induksiyası, oksidləşdirici stres reaksiyası və vitro şəraitində nəqleticilərlə əlaqədardır, bu da metabolizmada bir dəyişiklik olduğunu göstərir. Çoxsaylı tədqiqatlar, F. graminearumun vitro şəraitdə şərtlərə cavab olaraq maddələr mübadiləsini və böyüməsini dəyişdirmə qabiliyyətini də qeyd etmişdir. Bu da göbələyin ətraf mühitin siqnallarına necə reaksiya verdiyini aydınlaşdırır. F. Graminearum üzərində aparılan ilkin tətqiqatlaın bəzilərində qida məhdudluğu zamanı ekspresiya dəyişikləri müşahidə olunmuşdur. Karbon və ya azotun çatışmadığı şəraitdə yetişdirilən F. graminearumun ekspresiya profillərini müqayisə edən bir araşdırma, aşkarlanan 11.994 prob qrupunun 73-faizinin hər üç şəraitdə də öz həyat fəaliyyətinə davam edə bildiyini aşkarlanmışdır.
Bitkini Yoxuldurma Mərhələsi.
Bitki toxumalarına nüfus etmək F. graminearumun inkişafı və metabolizmasında əhəmiyyətli dəyişikliklər yaradır. Patogen biotrofik (hüceyrələrarası) böyümədən nekrotrofik (hüceyrədaxili) böyüməyə keçdiyindən transkripsiyalı yenidən programlama yoluxdurma prosesi boyunca baş verir. Bu yaxınlarda bir neçə qrup, patogenezə təsir göstərən əsas amilləri müəyyən etmək üçün göbələk geninin ekspresiyalarının böyümənin bu fərqli mərhələlərində necə dəyişdiyini öyrənməyə çalışdı. Bir qrup, buğda koleoptil infeksiyası zamanı lazerlə tutma mikrodisseksiyasından istifadə edərək bu mərhələdə spesifik transkriptomları ələ keçirdi. İnfeksiyanın erkən dövrlərində glioksilat dövrü ilə əlaqəli genlərin ekspresiyası aşkar olundu. İnfeksiyanın hüceyrədaxili mərhələsi, ikincil metabolit gen klasterləri (aurofusarin, NRPS9) və reaktiv oksigen təmizləyici fermentlərin induksiyasına cavab verir.
F. graminearum tədqiqatındakı başqa bir sual, patogenin müxtəlif bitki növlərinə necə yoluxa bildiyidir. Artan dəlillər növlərin və toxuma spesifik gen ekspresiyalarının virulentlik üçün vacib olduğunu göstərir. Məsələn, buğda, qarğıdalı və ya arpadakı göbələk ekspresiyası, trixotesenlər, butenolid və kulmorinin biosintezində iştirak edən genlər daxil olmaqla ümumi bir gen cütlüyünü (5,061) əhatə edir. Bitkiyə göbələk tərəfindən yoluxdurulan yeni genlərin sayı ev sahibinə, yəni patogeni daşıyan bitkiyə xasdır. Yəni bu patogenin ən çox yoluxduğu bitkilərdə - qağırdalı, buğda və arpanın hər birinə yoluxma zamanı göbələk fərqli sayda gen daxil edir.
Mübarizə metodları.
Xəstəlik İdarəetmə
Fusarium greminearumun yaratdığı zərərlərin azaldılmasında faydalı ola biləcək bir neçə idarəetmə metodları mövcuddur. Bu təcrübələr xəstəlik riskini azaltmağa yönəldilmişdir və aşağıdakı kimidir: 1-Patogenlərə qarşı dayanıqlı sortların əkilməsi 2-aqrotexniki vasitələrdən istifadə, 3-Kimyəvi pereparatlardan – fungisidlərdən istifadə. Əkinçilər, əgər bu və digər göbələk mənşəli patogenlərdən öz əkin sahələrini müdafiə etmək istəyərlərsə yuxarıda göstərilənlərin 2 və ya 3-nə də əməl edə bilər. Belə olduqda əkinlərinin yoluxma şansı daha da aşağı enir.
Dayanıqlı sortlardan istifadə.
Universitetlər və sənaye rəhbərləri Fusarium greminearumun üçün davamlı taxıl sortlarının inkişafı və istifadəsi ilə bağlı araşdırmalar aparmağa davam edir . Bu patogenə qarşı göstərə biləcəyimiz müqavimət tam deyildir, yəni yeni davamlı sortlar əldə etsək belə bu sortların artıq yoluxmayacağı qənaətinə gələ bilmərik, lakin bu davamlı sortlar əvvəlki sortlara nisbətən daha az bir faizlə yoluxa bilirlər və hətta yoluxduqdan sonra patogenin bitki daxilindəki inkişafı belə davamsız sortlara nəzərən gözlə müqayisə edə biləcəyimiz qədər yavaşlayır. Laborotor araşdırmalara əsasən zəif dayanıqlı qarğıdalı sortları və orta daynıqlı qarğıdalı sortları arasında 30-50%-ə qədər yoluxma şansı azalır . Beləliklə, sadəcə dayanıqlı sortların əkilməsinin F.g-yə qarşı tam qorunma təmin etmədiyindən əminik. Hal-hazırda Əkinçilər və kənt təsərrüfatı işciləri üçün orta dərəcədə F.g davamlı sortlar mövcuddur. Toxum şirkətləri və satıcıları spesifik buğda sortlarının müqavimətləri barədə əlavə məlumat verə bilərlər.
Aqrotexniki üsullar.
Fusarium graminearum, çürüyən bitki qalıqlarında, xüsusən də qarğıdalı, buğda və arpada yaxşı böyüyür. Buna görə də torpağı dincə qoyma prosisindən öncə bu bitki qalıqlarının torpaq səthinin alt hissəsinə qarışdırmaqla parçalanmasına imkan yarada bilərik. Bundan əlavə, qalıqların basdırılması hal-hazırda yoluxmuş qalıqların miqdarını azaldır. Son zamanlarda baş verən regional epidemiyaların yaranmasında böyük əksəriyyətinin uzun müddət üzərində əkin-biçim aparılmamış və aqrotexniki preseslərdən keçməmiş sahələrin olduğunu bilirik.
Əkin dövriyyəsi.
Fusarium graminearumun qarğıdalı, buğda və arpa ilə müqayisədə bəzi bitkilərin qalıqlarında (məsələn soyada) yaxşı böyüməməsinə dair bəzi dəlillər mövcuddur. Soyadan sonra buğda əkmək yerli sahəmizdə bu göbəliklərin inkişafını azaltmağa kömək edə bilər. Qalıqların idarə edilməsində olduğu kimi, yaxınlıqdakı tarlaların qalıqlarında mövcud olan sporların havada yayılması xəstəlik mənbəyi ola bilər.
Kiməyəvi mübarizə.
F.g sahələrdən təmizlənməsinə buğda və arpa funqisidlərin vaxtında tətbiqi ilə nail olmaq mümkündür. Müalicə üçün bir neçə triazol (qrup 3) funqisidləri artıq mövcuddur, lakin təmin etdikləri qoruma miqdarına görə fərqlənirlər. Həssas növlərə düzgün tətbiq edildikdə, bu funqisidlər təxminən % 50-ə qədər patogen üzərində nəzarəti təmin edir. Bu efektivlik faizi orta dərəcədə davamlı sortların istifadəsi ilə artırıla da bilər. Tədqiqatlar bunu göstərir ki, bu funqisidlərin istifadəsi üçün ən efektiv vaxt buğda başlarının təqribən 30% -inin erkən çiçəklənməyə çatmasıdır. Bundan əlavə tədqiqatlar bunu da göstərir ki, funqisid spreylərini çiçəklənmədən 5 gün sonraya qədər istifadə edilə bilər və hələ də hal hazırda yoluxmuş bir bitkinin müalicə olunması üçün gec bir zaman deyildir. Strobilurin (qrup 11) aktiv maddə olan funqisidlərdən istifadə edilməməlidir. Bu funqisidlər erkən çiçəklənmə zamanı tətbiq edilə bilməz və hətta bu periodlarda istifadənin taxılda yoluxma səviyyəsini artırdığını müşahidə etmişik. Tədqiqatlar göstərir ki, orta dərəcədə davamlı bir çeşid seçmək və triazol funqisidin istifadəsi ilə birlikdə əhəmiyyətli dərəcədə azalma təmin etmək mümkündür.
Mənbələr:
Kitablar:
International Journal of The American Pytopathological Society Phytopathology Vol.110, Number 8, August 2020
Internet Saytları:
https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/plant-pathogenic-fungi
https://apsjournals.apsnet.org/doi/10.1094/PHYTO-03-20-0080-IA
https://www.udel.edu/academics/colleges/canr/cooperative-extension/fact-sheets/fusarium-head-blight-management-in-wheat/
