Dr. Váczy Kálmán Zoltán. Eszterházy Károly Főiskola Regionális Egyetemi Tudásközpont

Átírás

1 Dr. Váczy Kálmán Zoltán Eszterházy Károly Főiskola Regionális Egyetemi Tudásközpont

2 A környezet fogalma STABIL kiszámítható DINAMIKUS nehezen előre jelezhető EGYSZERŰ KÖRNYEZET KOMPLEX nehezen előre jelezhető ÖSSZETETT TURBULENS kiszámíthatatlan

3 A környezet és mikróbák viszonya MIKRÓBÁK ÁLLAPOT JELZŐK KÖRNYEZET

4 A környezeti hatások szerepe Az állapotjelzők változásának hatása a környezeti feltételek változásának tükrében: - szaporodási ütem - fertőzőképesség - anyagcsere folyamatok - anyagcsere termékek KÓROKOZÓK - alkalmazkodó képesség - egyéb tulajdonságok

5 Genetikai alapok Az élőlények, így a kórokozó mikróbák változásához, változékonyságához és evolúciójához a szükséges alapot a genetikai lehetőségeik biztosítják. A genetikai alap különböző populációgenetikai mechanizmusok hatása alatt áll. természetes szelekció; mutáció; migráció - genetikai sodródás; adaptáció - alkalmazkodás; fajképződés; kompetíció - versengés;

6 A virulencia evolúciója Gazda-kórokozó kapcsolat A hagyományos nézet Elegendő idő alatt minden gazda-parazita kapcsolat békés együttéléssé szelídül. Indoklás: jobban terjed a betegség, ha tovább életben marad a gazda. Folyomány: a virulens fertőzések fiatal evolúciós múltra tekintenek vissza, azaz nemrég terjedt át a kórokozó az új gazdára. Példák: HIV, Ebola, Legionella, SARS, stb. Ellenpéldák: kanyaró (~10000 év), malária (~ év), fügedarazsak fonálféreg parazitái (több millió év), stb.

7 A virulencia evolúciója Mit akar a kórokozó? A kórokozó evolúciója: Magas mutációs ráta Gyors többszöröződés, rövid generációs idő De: rövidlátó evolúció A gazdaszervezet evolúciója: Lassabb De: a hosszabb túlélés közvetlen előny

8 Változások a mindennapokban? Hogyan észlelhetjük a változásokat? Életciklus változás INFORMÁCIÓ Fungicid rezisztencia Új kórokokozók Új betegségek Új fajok Új rasszok Virulencia ÚJDONSÁG FELFEDEZÉS

9 Változó szőlő-lisztharmat? Változások a nevezéktanban: Uncinula necator helyett Erysiphe necator kleisztotécium helyett kazmotécium

10 A szőlő-lisztharmat Gyorsabb sporulációs / terjedési lehetőségek: mikrociklikus konidiogenezis Pintye és mtsai, 2009

11 A szőlő-lisztharmat Változások az életciklusban: konídiumtartó csírázás csírázás mikrociklikus konidiogenezis konídiumok aszkospórák aszkusz kazmotécium ivaros folyamat Pintye Alexandra rajza

12 A szőlő-lisztharmat Az ivaros folyamatok által generált változások: Breewer és mtsai, 2011 A konídiumokból kialakuló micélium-telepek mindig a két párosodási típus egyikéhez tartoznak PÁROSODÁSI TÍPUSOK: folyamatos ivaros rekombináció, nagyfokú genetikai változékonyság szőlőlisztharmat-rasszok kimutatása

13 A szőlő-lisztharmat Az ivaros folyamatok által generált változások: szőlő-lisztharmat rasszok? Két komplex szőlőhibrid-vonalon különböző lisztharmat-törzsek fertőzőképessége eltérően alakult 1. Bloodworth , amely Vitis rotundifolia, V. vinifera, V. berlandieri, V. rupestris, V. labrusca, és V. aestivalis hátterű 2. Tamiami, amely V. aestivalis és V. vinifera hátterű Ramming és mtsai, 2011

14 A szőlő-lisztharmat Az ivaros folyamatok által generált változások: eltérő patogenitású törzsek? A V. rotundifolia-ról származó szőlőlisztharmat-törzsek nem fertőzték az egyéb Vitis-fajokat A különböző szőlőlisztharmat-törzsek eltérő mértékben fertőzték a V. labruscana cv. Niagara-t Frankel és mtsai, 2012

15 A szőlő-lisztharmat Változások a populáció szerkezetben: ivartalan terjedés Pár évvel 1850 után Forrás: Kiss Levente A szőlőlisztharmatot a 19. században hurcolták be Európába É-Amerikából, és néhány év alatt az egész kontinensen elterjedt

16 A szőlő-lisztharmat Változások a populáció szerkezetben: új variációk A DNS-markerek nem utalnak az USA-ból Európába történt 19. századi behurcolásra??!! Inkább az Európából Kaliforniába történt behurcolásra?! Haraszthy Ágoston

17 A szőlő-lisztharmat Az áttelelés és elsődleges fertőzések kérdése: Fotó: Schmidt Ágnes Fotó: Kiss Levente Áttelelés micélium formájában a rügyekben, tavasszal zászlós hajtások (akárcsak az almalisztharmat esetében) Áttelelés aszkospórák formájában a tőkék kérgére ősszel lemosódott kazmotéciumokban; tavasszal a kiszóródó aszkospórák először a fiatal levelek fonákját fertőzik meg

18 A szőlő-lisztharmat Az áttelelés és elsődleges fertőzések kérdése: A dogma: a kazmotéciumok ősszel képződnek, áttelelnek, tavasszal ontják az aszkospórákat 4 éves vizsgálat: akár már ősszel is kiszóródhat az aszkospórák legnagyobb része! Rossi és mtsai, 2010

19 A szőlő-lisztharmat Az áttelelés és elsődleges fertőzések kérdése: Akár már az őszi időjárás is jelentősen befolyásolhatja a következő tavaszi lisztharmat-fertőzések mértékét Az ősszel képződő ivaros termőtestek (kazmotéciumok) gyérítése csökkentheti a tavaszi lisztharmat-fertőzések mértékét ŐSZI LEMOSÓ PERMETEZÉS

20 A szőlő-lisztharmat Az áttelelés és elsődleges fertőzések kérdése: A tavaszi lisztharmat-fertőzések mértékét a tőkék kérgén, a kazmotéciumok belsejében áttelelt, tavasszal fertőzőképes aszkospórák mennyisége határozza meg Primer lisztharmat telepek Aszkospórák Sporuláció, konídium képzés JÁRVÁNY Kevesebb elsődleges (aszkospórás) fertőzés tavasszal : kevesebb konídium képződik KISEBB FERTŐZÉSI NYOMÁS

21 A szőlő-lisztharmat Az elsődleges fertőzések kialakulásának kérdése: Callonec és mtsai, 2008

22 A szőlő-lisztharmat Az elsődleges fertőzések és a spóramennyiség viszonya: Gadouri és mtsai, 2012

23 A fungicid rezisztencia A növényvédőszerek -Fungicidek hadrendbe állítása - Generációváltások és evolúció - Hataásspektrum - Hatóanyag fejlesztések - specifius célzott hatás a kórokozóra - egészségkárosító hatás kiküszöbölése - Fungicid rezisztencia

24 A fungicid rezisztencia Mit jelent a fungicid rezisztencia? A KÓROKOZÓ GOMBA ÉRZÉSKENYSÉGE CSÖKKEN MAJD MEGSZŰNIK EGY ADOTT FUNGICIDDEL SZEMBEN

25 A fungicid rezisztencia Hogyan alakul ki a fungicid rezisztencia? - Genetikai változékonyság a populációkban - Mutációk mutagén tényezők - Jó genetikai háttérrel rendelkező egyedek túlélése és kiszelektálódása - A szelektálódott, rezisztens egyedek felszaporodása - Rezisztens populációk kialakulása, terjedése - Hatástalanság kialakulása Mi a megoldás vagy inkább lehetőség? HELYES VÉDEKEZÉSI STRATÉGIA ALKALMAZÁSA

26 A fungicid rezisztencia Egy klasszikus történet: - strobilurin rezisztencia egy hatáshely: a strobilurin-molekulák a mitokondriumok ún. citokróm-bc1 fehérje-komplexumához kötődnek, zavart okozva a gombák légzésében Kiss Levente ábrái

27 A fungicid rezisztencia A fungicid-molekulák kapcsolódása a célfehérjéhez (a citokróm-bc1 komplexhez a mitokondriumokban): mint kulcs a zárba

28 A fungicid rezisztencia CYTB-gén az mtdns-ben: fungicid-rezisztens kórokozókban (lisztharmat-, peronoszpóra-, szürkerothadás-, stb. kórokozóiban EGYARÁNT) egy pontmutáció: GGT helyett GCT glicin aminosav helyett alanin a célfehérje strobilurin-kötőhelyén (pontmutáció jele: G143A) Kiss Levente ábrái a fungicid-molekulák nem tudnak kötődni a célfehérjéhez (kulcs-zár )

29 A fungicid rezisztencia Ilyen gyorsan kialakult volna ez a pontmutáció?! valószínűbb, hogy MINDIG IS JELEN VOLTAK strobilurin-érzékeny és mutáns = strobilurin-rezisztens lisztharmat-, peronoszpóra-, stb. törzsek Az egy hatáshelyű fungicideknél gyakori a rezisztencia! natur-in-nrw.de Strobilurus tenacellus: kiszorít más gombákat a környezetéből

30 A fungicid rezisztencia CYTB-gén vizsgálata: 24 mintában > 320 mtdns-szekvencia két kunsági minta kivételével mindenütt kimutattuk a G143A mutációt! PCR, klónozás

31 Köszönöm a figyelmet!