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# Biologie# Genomik

Myrtle-Rost: Eine wachsende Bedrohung für einheimische Pflanzen

Myrtle-Rost stört das Überleben von wichtigen einheimischen Pflanzenarten in Australien.

Stephanie H Chen, Jia-Yee S Yap, Veronica Viler, Craig Stehn, Karanjeet S Sandhu, Julie Percival, Geoff S Pegg, Tracey Menzies, Ashley Jones, Karina Guo, Fiona R Giblin, Joel Cohen, Richard J Edwards, Maurizio Rossetto, Jason G Bragg

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Inhaltsverzeichnis

Myrtle-Rost ist ein lästiger Pilz, der bei bestimmten Pflanzen, besonders bei Mitgliedern der Myrte-Familie, Chaos anrichtet. Stell dir vor, du wachst eines Tages auf und siehst, dass deine Lieblingspflanzen zu traurigen, schlaffen Versionen von sich selbst geworden sind. Genau das passiert gerade in Australien, wo sich der Myrtle-Rost richtig wohlfühlt.

Dieser fiese kleine Pilz hat seinen Ursprung in Mittel- und Südamerika und sich mittlerweile in viele andere Länder verbreitet, darunter Australien und Neuseeland. Er hat es vor allem auf Pflanzen aus der Myrte-Familie abgesehen, zu der viele heimische Arten gehören. Leider haben einige dieser Pflanzen Schwierigkeiten zu überleben, was Sorgen um ihre Zukunft aufwirft.

Was macht Myrtle-Rost mit Pflanzen?

Wenn Myrtle-Rost eine Pflanze befällt, bringt das eine Reihe unglücklicher Veränderungen mit sich. Du könntest deformierte Blätter sehen, und die Pflanze könnte viele ihrer Blätter verlieren. Das kann zu gestörtem Wachstum und sogar zum Tod von ausgewachsenen Pflanzen führen. Vegetation, die normalerweise üppig und grün sein sollte, kann schnell zu einem Schatten ihrer selbst werden. Es ist, als hätte die Pflanze eine fiese Erkältung eingefangen, aber anstatt sich nur ein bisschen unwohl zu fühlen, sieht sie sich einer viel grösseren Bedrohung gegenüber.

In Australien ist die Situation besonders düster. Die Myrte-Familie hat hier viele Mitglieder, mit etwa 1.700 Pflanzenarten. Seit der Myrtle-Rost 2010 an der Central Coast von New South Wales aufgetaucht ist, hat er sich über den östlichen Teil des Landes ausgebreitet und Hunderte von einheimischen Pflanzenarten infiziert.

Die Bedeutung von Naturschutzmassnahmen

Angesichts der raschen Ausbreitung des Myrtle-Rost und seines Potenzials, einheimische Pflanzenarten auszulöschen, sind Naturschützer verständlicherweise besorgt. Es ist wie wenn man Kaffee auf sein Lieblingsshirt verschüttet; man möchte alles tun, um es zu retten.

Eine der wichtigen Massnahmen, die ergriffen werden, ist das Sammeln von Stecklingen betroffener Pflanzen. Diese Stecklinge werden unter sicheren Bedingungen fern vom Pilz gezogen, was die verbleibende Genetische Vielfalt dieser Arten erhält. Es ist wie ein Backup-Plan für deine Lieblingspflanzen, falls etwas schiefgeht.

Der Fokus auf Rhodamnia rubescens und Rhodomyrtus psidioides

Unter den von Myrtle-Rost betroffenen Pflanzen sind zwei spezielle Arten: Rhodamnia rubescens und Rhodomyrtus psidioides. Diese Pflanzen sind wie die Rockstars der Myrte-Familie und waren früher häufig in Küstenregenwäldern anzutreffen. Leider sind sie jetzt aufgrund ihrer hohen Anfälligkeit für Myrtle-Rost akut bedroht.

Rhodamnia rubescens ist ein hoher Baum, während Rhodomyrtus psidioides ein kleinerer Strauch ist. Beide haben drastische Rückgänge ihrer Populationen erlebt, und einige Wissenschaftler sagen sogar voraus, dass sie in freier Wildbahn innerhalb einer Generation verschwinden könnten. Das ist, als würde man sagen, dass man seine Lieblingskonzertkarten verlieren könnte, bevor die Show überhaupt beginnt.

Um für ihr Überleben zu kämpfen, sammeln Naturschützer Pflanzenstecklinge, ziehen sie in Baumschulen und schützen sie mit Fungiziden vor Myrtle-Rost. Es ist ein Wettlauf gegen die Zeit, um sicherzustellen, dass diese Pflanzen weiter existieren.

Die Bedeutung genetischer Vielfalt

Genetische Vielfalt ist entscheidend für das Überleben einer Population. Es ist wie in einer Schule, die verschiedene Schülertypen braucht, um zu gedeihen-wenn alle Schüler gleich wären, würde es ziemlich schnell langweilig werden. Genauso hilft eine Vielzahl genetischer Merkmale in einer Pflanzenpopulation, sich an Veränderungen, wie neue Krankheiten oder klimatische Veränderungen, anzupassen.

Eine der grossen Sorgen ist die Inzuchtdepression, was einfach bedeutet, dass verwandte Pflanzen bei der Fortpflanzung weniger gesunde Merkmale hervorbringen können. Das kann Populationen schwächen und die Gefahr des Aussterbens erhöhen. Daher arbeiten Naturschützer hart daran, die genetische Vielfalt dieser wichtigen Pflanzen zu überwachen und zu schützen.

Die Rolle der Technologie im Naturschutz

Technologische Fortschritte bringen spannende Möglichkeiten für Naturschutzmassnahmen mit sich. Forscher nutzen genetische Sequenzierung, um Informationen über die DNA der Pflanzen zu sammeln. Das hilft ihnen zu verstehen, wie gesund die Populationen sind und wie sie am besten verwaltet werden können. Es ist wie eine Gesundheitsuntersuchung für deine Pflanzen, um zu sehen, wie es ihnen wirklich geht.

Durch diese genetischen Studien können Wissenschaftler herausfinden, welche Pflanzen eine bessere Resistenz gegen Myrtle-Rost haben. Diese Informationen können sie nutzen, um neue Pflanzen zu züchten, die widerstandsfähiger sind, ähnlich wie ein Superheld trainiert wird, um die besten Kräfte zu haben.

Die Hoffnung auf Züchtung resistenter Pflanzen

Das ultimative Ziel der Naturschützer ist es, selbsttragende Populationen von Rhodamnia rubescens und Rhodomyrtus psidioides in der Wildnis zu etablieren. Das bedeutet, eine neue Generation von Pflanzen zu schaffen, die gegen Myrtle-Rost gewappnet ist.

Mit selektiver Züchtung hoffen die Wissenschaftler, die Anzahl der Pflanzen zu erhöhen, die Resistenz gegen den Pilz zeigen. Stell dir vor, du willst ein Team von Superhelden aufbauen, jeder mit einzigartigen Kräften. Das gleiche Konzept gilt für die Schaffung einer Pflanzenpopulation, die sich gegen Krankheiten wehren kann.

Verständnis genetischer Risiken und das Management von Vielfalt

Angesichts des schnellen Rückgangs der Population ist es wichtig, die genetische Gesundheit dieser Pflanzen zu überwachen. Naturschützer müssen wissen, wie viel genetische Vielfalt unter den Pflanzen in ihrer Obhut existiert. Wenn sie das nicht wissen, ist es, als würde man eine Überraschungsparty schmeissen, ohne zu wissen, ob der Ehrengast Kuchen oder Torte mag-das kann katastrophal enden.

Forscher analysieren sorgfältig genetische Proben, um sicherzustellen, dass sie die natürlichen Populationen genau repräsentieren. Das wird ihnen helfen, diese Pflanzen effektiv zu verwalten und genetische Vielfalt zu fördern.

Die Nutzung von Reduced Representation Sequencing

Reduced Representation Sequencing ist eine Methode, die es Wissenschaftlern ermöglicht, sich auf spezifische Teile der DNA der Pflanze zu konzentrieren. Es ist ein bisschen so, als schaust du durch ein Schlüsselloch, um nur das Notwendige zu sehen, anstatt die ganze Tür zu öffnen und mit Informationen überwältigt zu werden.

Mit dieser Technik hoffen Forscher, essentielle Daten zu sammeln, um das Management des Naturschutzes zu steuern. Sie können herausfinden, welche Pflanzen am genetisch vielfältigsten sind und welche wertvolle Merkmale für Zuchtprogramme haben könnten.

Die Suche nach Whole Genome Sequencing

Neben dem Reduced Representation Sequencing ist auch das Whole Genome Sequencing eine Option. Dies ist ein detaillierterer Ansatz, der das gesamte DNA einer Pflanze sequenziert und ein klareres Bild ihres genetischen Aufbaus vermittelt.

Obwohl es eine teurere Methode ist, kann sie wertvolle Erkenntnisse liefern und dazu beitragen, die Herkunft von Populationen und die Häufigkeit schädlicher Mutationen aufzudecken. Diese Informationen sind entscheidend für das Management der Inzucht-Risiken und dafür, dass sowohl Rhodamnia rubescens als auch Rhodomyrtus psidioides eine Chance gegen Myrtle-Rost haben.

Strategien zur Populationserholung

Nachdem Daten aus genetischen Studien gesammelt wurden, können Naturschützer beginnen, Strategien zur Erholung zu entwickeln. Das langfristige Ziel ist es, Populationen in der Wildnis wiederherzustellen, die ohne ständige menschliche Intervention leben und gedeihen können.

Für die am stärksten gefährdeten Arten kann es notwendig sein, resistente Pflanzen in Zuchtprogrammen zu verwenden, um eine neue, robuste Generation zu schaffen. Das ist vergleichbar mit der Entwicklung eines neuen Rezepts, das Geschmack und Nährstoffe in Einklang bringt-der richtige Mix, um etwas Leckeres und Nachhaltiges zu kreieren.

Die Rolle experimenteller Tests auf Resistenz

Um herauszufinden, welche Pflanzen eine Resistenz gegen Myrtle-Rost zeigen, führen Wissenschaftler experimentelle Tests durch. Sie setzen die Pflanzen in herausfordernde Situationen, um zu sehen, wie jede einzelne reagiert. Das ist wie eine Reality-Show für Pflanzen, in der sie harten Bedingungen gegenüberstehen und nur die Besten überleben.

Einige Pflanzen haben in diesen Tests eine beträchtliche Resistenz gezeigt, aber das bedeutet nicht, dass sie immun sind. Tatsächlich können selbst Pflanzen, die im Labor stark erscheinen, im echten Leben Schwierigkeiten haben. Es ist wichtig, diese Pflanzen zu überwachen, sobald sie wieder in der Wildnis sind.

Die Entscheidung, resistente Individuen zu pflanzen

Nach den Tests werden erfolgreiche resistente Pflanzen an verschiedenen Standorten gepflanzt, um zu überwachen, wie sie sich an die Umgebung anpassen. Dies ist ein wichtiger Schritt zur Etablierung neuer Populationen und zur Sicherstellung, dass die Art weiterhin gedeiht.

Es ist jedoch entscheidend, diese Pflanzen im Auge zu behalten. Selbst solche, die in einer kontrollierten Umgebung resistent erscheinen, können Herausforderungen im Freien gegenüberstehen. Es ist ein bisschen so, als würde man beobachten, wie gut ein Teilnehmer nach dem Ende der Reality-Show abschneidet; oft erfahren wir über ihre wahren Fähigkeiten erst, nachdem die Kameras aufgehört haben zu rollen.

Das Potenzial der genetischen Modifizierung

Während traditionelle Zuchtmethoden erforscht werden, ziehen Wissenschaftler auch genetische Modifizierung in Betracht, um Resistenz in den Pflanzen zu entwickeln. Dieser Ansatz könnte beinhalten, bestimmte Gene zu verändern, um ihre Fähigkeit zu verbessern, Krankheiten wie Myrtle-Rost abzuwehren.

Diese Technologie steckt für viele Pflanzen noch in den Kinderschuhen, aber sie hat vielversprechende Möglichkeiten für die Zukunft. Wenn es erfolgreich ist, könnte es zu neuen Populationen führen, die nicht nur überleben, sondern auch gedeihen, ähnlich wie ein Smartphone, das aufgerüstet wird, um neue Funktionen und Fähigkeiten hinzuzufügen.

Fazit: Der Kampf um den Erhalt bedrohter Arten

Der Kampf gegen Myrtle-Rost ist eine dringende Angelegenheit, aber Wissenschaftler und Naturschützer stellen sich der Herausforderung. Sie arbeiten fleissig daran, Daten zu sammeln, Populationen zu überwachen und Pflanzen zu züchten, die gegen diesen invasiven Pilz resistent sind.

Die Zeit drängt, und koordinierte Anstrengungen sind entscheidend, um sicherzustellen, dass Arten wie Rhodamnia rubescens und Rhodomyrtus psidioides nicht aus unseren Landschaften verschwinden. Durch den Einsatz von Technologie und strategischen Naturschutzpraktiken gibt es Hoffnung für diese Pflanzen und viele andere, die ähnlichen Bedrohungen ausgesetzt sind. Schliesslich ist die Natur resilient, und mit der richtigen Unterstützung könnten diese bedrohten Arten ihren Weg zurück in eine hellere Zukunft finden.

Originalquelle

Titel: Genomics and resistance assays inform the management of two tree species being devastated by the invasive myrtle rust pathogen

Zusammenfassung: Myrtle rust is a plant disease caused by the invasive fungal pathogen Austropuccinia psidii (G. Winter) Beenken, which has a global host list of 480 species. It was detected in Australia in 2010 and has caused the rapid decline of native Myrtaceae species, including rainforest trees Rhodamnia rubescens (Benth.) Miq. (scrub turpentine) and Rhodomyrtus psidioides (G.Don) Benth. (native guava). Ex situ collections of these species have been established, with the goal of preserving remaining genetic variation. Analysis of reduced representation sequencing (DArTseq; n = 444 for R. rubescens and n = 301 for R. psidioides) showed genetic diversity is distributed along a latitudinal gradient across the range of each species. A panel of samples of each species (n = 27 for R. rubescens and n = 37 for R. psidioides) were resequenced at genome scale, revealing large historical e]ective population sizes, and little variation among individuals in inferred levels of deleterious load. In Rhodamnia rubescens, experimental assays (n = 297) identified individuals that are putatively resistant to myrtle rust. This highlights two important points: there are tangible pathways to recovery for species that are highly susceptible to rust via a genetically informed breeding program, and there is a critical need to act quickly before more standing diversity is lost.

Autoren: Stephanie H Chen, Jia-Yee S Yap, Veronica Viler, Craig Stehn, Karanjeet S Sandhu, Julie Percival, Geoff S Pegg, Tracey Menzies, Ashley Jones, Karina Guo, Fiona R Giblin, Joel Cohen, Richard J Edwards, Maurizio Rossetto, Jason G Bragg

Letzte Aktualisierung: 2024-11-02 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.30.612564

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.30.612564.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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