Kartul, mida mõjutab P. infestans - Iiri kartulinälja eest vastutav patogeen. 1840. aastate näljahädaga seotud täpne tüvi on nüüd esimest korda kindlaks tehtud. Pilt USDA kaudu
Ligi 150 aasta jooksul, alates 17. sajandi lõpust, elasid miljonid Iirimaal elavad inimesed suuresti ühe saagi: kartuli. Siis, 1845. aastal, märkasid põllumehed, et nende kartulitaimede lehed olid kaetud müstiliste tumedate laikudega. Kui nad kartuleid maapinnalt tõmbasid, olid enamik neist kahanenud, mush ja söömiskõlbmatud. Leib levib murettekitavalt kiiresti, lõigates saagid selle aasta saagist pooleks. 1846. aastaks oli kartulifarmide saak langenud veerandi võrra algsest suurusest.
Haigus - koos poliitilise süsteemiga, mis nõudis Iirimaalt Inglismaale suures koguses maisi, piimatoodete ja liha eksportimist - põhjustas laialdast näljahäda ja peaaegu kõik vähesed saadaolevad kartulid söödi, põhjustades seemnekartuli puudust, mis nälga jätkas. ligi kümme aastat. Lõppkokkuvõttes suri üle miljoni inimese ja veel miljon emigreerus katastroofist pääsemiseks, põhjustades Iirimaa rahvaarvu vähenemise umbes 25 protsenti; saar pole näljahädade-eelse rahvaarvuga veel tänapäeval jõudnud.
Sel ajal oli lehemädaniku taga olev teadus halvasti mõistetav ja usuti, et selle põhjustajaks oli seen. Kahekümnenda sajandi jooksul tegid teadlased kindlaks, et selle põhjustas munarakk (seenetaoline eukarüoot), mida nimetatakse Phytophthora infestans . Kuid ilma 1840-ndate aastate isendite juurde pääsemata ei suutnud nad täpselt kindlaks teha, milline organismi tüvi vastutab.
Nüüd on rahvusvaheline teadlaste rühm tagasi pöördunud ja proovinud Iiri kartulilehtede DNA-d, mida on Londoni Kew aedade kogudes säilitatud alates aastast 1847. Seda tehes avastasid nad, et ainulaadne, seni tundmatu P. infestans'i tüvi, mida nad nimetavad HERB-ks -1 põhjustas lehemädaniku.
Iiri kartulilehed aastast 1847, näljahäda kõrgust, kasutati uuringu osana. Pilt eLife / Kew Gardens kaudu
Teadlased Suurbritannia Sainsbury laboratooriumist ja Max Plancki instituutidest Saksamaal jõudsid leiule osana projektist, mis sekveneeris 11 erinevast säilinud ajaloolist proovi ja 15 kaasaegset proovi, et jälgida patogeeni arengut aja jooksul, avaldati täna ajakirjas eLife .
Praegu on P. infestans levinud kogu maailmas, kus valdava enamuse moodustab hävitav tüvi US-1. Enamik teisi P. infestans'i tüvesid esinevad ainult Mehhikos Toluca orus, kus metsikud kartulisordid on põlised, nii et teadlased uskusid kaua, et USA-1 oli vastutav 1840. aastate näljahäda eest.
Kuid kui teadlased ekstraheerisid Iirimaalt, Suurbritanniast, Euroopast ja Põhja-Ameerikast algselt kuivatatud kartulilehtedelt väikesi puutumata DNA tükke ja võrdlesid neid tänapäeva P. infestans isenditega, leidsid nad, et tüvi näljahäda eest vastutavad isikud erinesid pisut tänapäeva USA-1 omast.
Kahe tüve ja teiste ajalooliste proovide vahelise geneetilise variatsiooni analüüsi põhjal näitasid nad, et millalgi aastal 1842 või 1843 viis P. infestans'i tüve HERB-1 esivanem Mehhikost Põhja-Ameerikasse ja sealt edasi. Euroopa, võib-olla sisaldas kartulit, mida laevad reisijatele toiduna vedasid. Varsti levis see kogu maailmas, põhjustades näljahäda Iirimaal ja püsis kuni 1970. aastateni, mil see välja suri ja asendati suures osas USA-1 tüvega. Need kaks tüve lõhestati tõenäoliselt millalgi pärast seda, kui nende ühine esivanem Mehhikost välja viis.
Uuring on esimene kord, kui taime patogeeni geneetikat on analüüsitud kuivatatud taimeproovidest DNA eraldamise teel, mis annab võimaluse teadlastel uurida teisi taimehaigusi botaanikaaedade ja herbaariate ajalooliste kogude põhjal kogu maailmas. Taimehaiguste arengu aja jooksul paremaks mõistmiseks võiks meeskonna sõnul olla abi leidmisel mooduseid, kuidas aretada vastupidavamaid taimesorte, mis on vastupidavad tänapäeval taimi nakatavatele patogeenidele.
