Hyppää pääsisältöön

Koronavirustilanne Itä-Suomen yliopistossa

Mansikan tyvimätä

Mansikan tyvimätä. Kuva: Harri Kokko

Katsaus mansikan ja tyvimätäpatogeenin vuorovaikutukseen transkriptomiikan ja metabolomiikan keinoin

  • Ympäristö ja luonnonvarat

Tyvimätä on Phytophthora cactorum -patogeenin aiheuttama mansikan tauti. Se tappaa mansikantaimia tai heikentää niiden kasvua aiheuttaen sitä kautta merkittäviä satotappioita. Tyvimädänkestävät lajikkeet olisivat tehokkain tapa hallita tyvimätää, mutta monet Suomessa viljeltävistä lajikkeista ovat taudille alttiita. Tyvimädänkestävyyteen ja taudinkehitykseen vaikuttavien tekijöiden tunteminen voisi edesauttaa kestävien mansikkalajikkeiden jalostusta. FM Anna Toljamon väitöskirjatyössä mansikoiden ja tyvimätäpatogeenin vuorovaikutusta tutkittiin kartoittamalla sekä patogeenin, että kasvin geenien ilmentymistä. Lisäksi tutkittiin mansikoiden metaboliittiprofiilien muutoksia vuorovaikutuksessa P. cactorum -kantojen kanssa.

Väitöskirjan ensimmäisessä osatyössä tutkittiin puolustusvasteita, jotka aktivoituvat ahomansikan juurissa tyvimätäpatogeenin hyökätessä. Kokeessa käytetty ahomansikkakanta valittiin mallikasviksi, koska sillä tiedettiin olevan luontaista kestävyyttä tyvimätää vastaan. Työssä verrattiin mansikan kaikkien geenien ilmentymistä verrokkiin, jota ei altistettu patogeenille. Ahomansikan perimästä on aikaisemmissa tutkimuksissa löydetty alue (RPc-1, Resistance to Phytophthora cactorum 1), joka näyttää olevan yhteydessä tyvimädänkestävyyteen. Erityisen kiinnostavia kestävyyden kannalta ovat tälle alueelle sijoittuvat geenit, joiden tuottamat proteiinit voivat toimia patogeenin tunnistamisessa ja joiden ilmentyminen kohosi vasteena patogeenialtistukseen. Myös flavonoidi- ja terpenoidi-yhdisteiden tuotantoon liittyvien geenien toiminta lisääntyi altistetuissa juurissa voimakkaasti. Näillä yhdisteillä voi olla tärkeä merkitys ahomansikan puolustuksessa.

Toisessa osatyössä keskityttiin tyvimätäpatogeeniin. Työn tavoitteena oli kartoittaa tekijöitä, joilla voi olla vaikutusta patogeenin taudinaiheuttamiskykyyn. Tutkimus toteutettiin vertailemalla kahden P. cactorum -kannan geenien ilmentymistä vuorovaikutuksessa ahomansikan kanssa. Toinen kanta on puutarhamansikalle hyvin virulentti, kun taas toinen ei pysty aiheuttamaan tyvimätätautia. Ilmentymiseroja kantojen välillä havaittiin monissa efektoreja koodaavissa geeneissä. Efektorit ovat proteiineja, joita patogeenit tuottavat infektion aikana esimerkiksi häiritäkseen kasvisolujen toimintaa tai estääkseen isäntäkasvin puolustusta. Taudinaiheuttamiskyvyn kannalta mielenkiintoisin geeni koodasi RXLR-efektoria, joka ilmentyi tyvimätää aiheuttavassa P. cactorum -kannassa korkeasti, mutta vain hyvin matalalla tasolla toisessa kannassa, joka ei aiheuta tyvimätätautia.

Väitöskirjan kolmannessa osassa tutkittiin ahomansikan ja puutarhamansikan aineenvaihduntatuotteita. Kasvit altistettiin kahden edellä mainitun P. cactorum -kannan itiöille, joista toinen aiheuttaa mansikassa tyvimätää ja toinen ei. Lisäksi verrokkina käytettiin altistamattomia mansikantaimia. Tyvimätää aiheuttava P. cactorum -kanta sai puutarhamansikassa aikaan lysofosfolipidi-yhdisteiden kertymisen, millä voi olla keskeinen rooli tyvimätäoireiden kehittymisessä. Lisäksi useiden triterpenoidi-yhdisteiden pitoisuudet lisääntyivät altistetuissa kasveissa. Eri vuorovaikutuksissa havaittiin myös eroavaisuuksia triterpenoidien kertymisen suhteen. Aikaisempien tutkimusten perusteelle tiedetään, että joillain triterpenoidi-yhdisteillä voi olla vaikutusta P. cactorum -patogeenin kasvuun. Ne saattavat myös osallistua kasvin puolustusvasteiden säätelyyn.

Filosofian maisteri Anna Toljamon väitöskirja Fragaria – Phytophthora cactorum interactions. Insights into the transcriptomes and metabolite profiles tarkastetaan Itä-Suomen yliopiston luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa 17.12. verkossa. Vastaväittäjänä toimii professori Laura Jaakola Norjan arktisesta yliopistosta (UiT) ja kustoksena emeritaprofessori Sirpa Kärenlampi Itä-Suomen yliopistosta. Tilaisuus on suomenkielinen.

Väittelijän painolaatuinen kuva                   

Tilaisuus verkossa

Väitöskirja verkossa