Ang Fusarium xylarioides, usa ka fungus nga dala sa yuta maoy hinungdan sa “Coffee wilt disease” nga adunay kasaysayan nga nakahatag ug dakong kadaot sa mga pananom sa kape. Adunay mga outbreak sa sakit sa 1920s nga gidumala sa tukma. Bisan pa, ang sakit mibalik pag-usab sa takdang panahon nga misangpot sa mga outbreak nga hinungdan sa grabe nga kadaot sa tanum. Ang naunang mga pagtuon nagpakita nga ang causative fungal specie mahimo nga milambo pinaagi sa pagkuha sa mga gene gikan sa related specie. Usa ka pagtuon nga gipatik niadtong Disyembre 5, 2024 nagpamatuod nga ang pag-usbaw pag-usab sa mga pagbuto sa sakit sa pagkalanta sa kape tungod sa pinahigda nga pagbalhin sa gene gikan sa mga may kalabutan nga fungal species nga Fusarium oxysporum ngadto sa causative specie nga Fusarium xylarioides nga nagtugot sa causal fungal species nga molambo ug makakuha og angay. mga kinaiya nga makatakod sa mga pananom nga mosangpot sa pag-usbaw pag-usab sa mga outbreak ug kadaot sa mga tanom nga kape.
Sa genetic engineering, ang bag-ong gene o DNA artipisyal nga gibalhin ngadto sa selula sa usa ka organismo gamit ang mga vector sama sa plasmids o giusab nga mga virus para sa pagpaila sa bag-ong kapabilidad sa usa ka organismo.
Sa kinaiyahan, ang pagbalhin sa gene o pagpasa sa genetic nga impormasyon mahitabo sa pagsanay nga patayo gikan sa mga ginikanan ngadto sa mga kaliwat sa mga henerasyon. Kini usa ka komon nga bahin sa mga eukaryote nga makapahimo kanila nga makakuha og variation alang sa pagpahiangay ug ebolusyon. Sa mga prokaryote sama sa bakterya, bisan pa, ang mga genetic nga materyales gibalhin nga pinahigda (o lateral) tali sa mga organismo sa parehas nga henerasyon nga wala’y kalabotan sa pagsanay. Gitawag kini nga horizontal gene transfer (HGT) ug mao lamang ang paagi nga ang bakterya makaangkon ug bag-ong mga gene aron mopahiangay sa negatibo nga mga pagpilit sa pagpili ug molambo aron mabuhi. Mahitabo kini pinaagi sa pagbalhin sa DNA gikan sa kalikopan ug ang pag-integrate niini ngadto sa bacterial chromosome o plasmid (pagbag-o). Ang mga gene mahimo usab nga ibalhin nga pinahigda gikan sa usa ka bakterya ngadto sa lain pinaagi sa bacteria-infecting virus o bacteriophages (transduction), o pinaagi sa direkta nga horizontal nga pagbalhin sa mga gene gikan sa usa ka donor bacterial cell ngadto sa usa ka recipient cell pinaagi sa sex pilus (conjugation).
Bisan pa nga kasagarang naobserbahan sa mga prokaryote, ang pinahigda nga pagbalhin sa gene nalangkit usab sa mga eukaryote. Ang endosymbiosis nahibal-an nga adunay papel sa eukaryotic evolution pinaagi sa bacteria-eukaryote gene transfer. Daghang mga higayon sa pagbalhin sa gene sa eukaryote-eukaryote ang nadokumento.
Ang panghitabo sa pinahigda nga pagbalhin sa gene mahinungdanon kay nakatampo kini sa ebolusyon. Pananglitan, Kini ang responsable sa pagpalambo sa antibiotic-resistant/multidrug resistant strains sa bakterya nga usa ka mayor nga isyu sa panglawas sa publiko. Sa agrikultura, ang papel sa pinahigda nga pagbalhin sa gene tali sa mga may kalabutan nga fungal species dugay na nga gisuspetsahan sa pag-usbaw pag-usab sa mga outbreak sa coffee wilt disease.
Sakit sa Kape Wilt
Ang kape usa ka importante nga komersyal nga tanum. Ang gidak-on sa merkado sa kalibutan gibanabana nga mga $223 bilyon. Ang tanom nga kape kay sakop sa henero nga Coffea. Kini adunay daghang mga espisye, apan ang Arabica ug Robusta nga mga espisye mao ang labing popular nga accounting alang sa kadaghanan sa global nga produksiyon. Coffea arabica naglangkob sa 60-80% sa produksyon sa kape sa kalibutan, samtang Coffea canephora (kasagaran nailhan nga Coffea robusta) mga 20-40%.
Ang sakit sa pagkalaya sa kape tungod sa usa ka fungus nga dala sa yuta Espesye sa tanom nga bulak ang Fusarium xylarioides nga makasulod pinaagi sa mga gamot sa tanum aron makolonya ang xylem nga makadaut sa mga dingding sa selula alang sa mga sustansya. Gibabagan niini ang pagsuhop sa tubig nga mosangpot sa pagkalaya sa mga tanum. Ang may kalabutan nga fungus Espesye sa tanom nga bulak ang Fusarium oxysporum Usa usab ka pathogen nga dala sa yuta nga mikaylap pinaagi sa nataptan nga yuta ug responsable sa pagkalanta nga sakit sa daghang mga tanum sama sa sakit sa Panama sa saging, kamatis nga vascular wilt ug uban pa. F. oxysporum nagpuyo sa ubang mga tanom (sama sa saging) intercropted uban sa kape alang sa landong apan nakig-ambit sa kape ingon nga host sa F. xylaroides.
Sukad sa 1920s, ang mga pananom sa kape sa Africa nag-antus matag karon ug unya nga mga pagbuto sa sakit nga pagkalanta nga adunay makadaot nga epekto sa kape. produksyon ug panginabuhi sa mga mag-uuma, ilabina sa Etiopia ug sa sentral nga Aprika. Ang labing una nga outbreaks sa 1920s malampuson nga nadumala gamit ang angay nga paagi apan ang sakit mitungha pag-usab sa 2000s. Nagbuhat sa causative fungus Espesye sa tanom nga bulak ang Fusarium xylarioides moagi sa ebolusyon human sa unang mga outbreak sa 1920s aron sa pagpalambo sa abilidad sa pag-infect sa mga tanom sa kape nga mosangpot sa pag-usab sa outbreaks? Adunay mga timailhan gikan sa mga pagtuon nga F. xylaroides nakuha nga mga gene aron mapalambo ang abilidad sa impeksyon.
Ang pagtuon sa kasaysayan sa genomics nga gipatik sa 2021 nagsuporta sa ideya nga ang arabica ug robusta nga mga tanum nga kape adunay bahin nga nakuha ang lahi nga mga gene nga effector pinaagi sa pinahigda nga pagbalhin gikan sa F. oxysporum. Ang mga gene nga effector nag-encode sa mga molekula nga nalangkit sa pagtukod sa sakit. Kini nga mga gene gipahayag sa tibuok kinabuhi sa fungi aron suportahan ang proseso sa sakit.
Sa bag-o nga pagtuon nga gipatik sa 5 Disyembre 2024, ang mga tigdukiduki nagpahigayon sa pagtandi sa genomic nga pagtuki sa 13 ka makasaysayanon nga mga strain sa F. oxysporum aron masabtan kung giunsa ang pagkalaya sa sakit nga hinungdan sa fungus nga milambo ug gipahiangay sa mga tanum nga kape niini. Nakaplagan nga F. Xylaroides adunay upat ka lahi nga linya: ang usa gipahaum sa mga tanum nga kape sa arabica, usa nga gipahiangay sa mga tanum nga kape sa robusta, ug duha nga makasaysayanon nga linya nga nabuhi sa mga lahi nga lahi sa kape. Dugang pa, kini nga mga strain nakakuha mga kritikal nga mga gene gikan sa mga may kalabutan F. oxysporum, nga nakapahimo sa hinungdan sa sakit F. xylaroides aron maguba ang mga cell wall sa mga tanum nga kape aron mahimong hinungdan sa sakit nga pagkalanta. Ang eukaryote-eukaryote horizontal gene pagbalhin gikan sa F. oxysporum sa F. xylaroides gitugotan ang kanhi nga makatakod sa mga tanom nga kape sa epektibong paagi paghimo sa pag-usab sa pagtungha sa kape wilt nga sakit nga posible.
Kini nga pagsabut kung giunsa ang hinungdan sa sakit mahimong makatabang sa pag-ayo sa mga pamaagi sa agrikultura ug pagdumala sa mga sakit sa tanum nga mas epektibo.
***
mga pakisayran:
- Unibersidad sa Colorado Denver. Horizontal Gene Transfer – giya sa kalihokan. Anaa sa https://www.ucdenver.edu/docs/librariesprovider132/a-sync_sl/genetics/upload-2/bacterial-genetics/horizontal-gene-transfer-activity-guide.pdf
- Keeling, P., Palmer, J. Horizontal nga pagbalhin sa gene sa eukaryotic evolution. Nat Rev Genet 9, 605–618 (2008). https://doi.org/10.1038/nrg2386
- Peck, LD, ug uban pa. Gipadayag sa makasaysayanon nga genomics ang mga mekanismo sa ebolusyon luyo sa daghang mga outbreak sa host-specific coffee wilt pathogen Fusarium xylarioides. BMC Genomics 22, 404 (2021). Gipatik: 04 Hunyo 2021. DOI: https://doi.org/10.1186/s12864-021-07700-4
- Peck LD, ug uban pa. Ang pinahigda nga pagbalhin tali sa fungal Fusarium nga mga espisye nakatampo sa sunud-sunod nga pag-ulbo sa sakit sa pagkalaya sa kape. PLoS Biology. Gipatik: 5 Disyembre 2024. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002480
***
