Mundulla Yellows: Una Minaccia per gli Alberi di Eucalipto
Nuove ricerche collegano un batterio specifico alla malattia Mundulla Yellows che colpisce gli eucalipti.
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Indice
Gli alberi di eucalipto in Australia e in altri paesi stanno soffrendo di una malattia conosciuta come Mundulla Yellows (MY). Questa malattia fa ingiallire le foglie, le fa deformare e porta a una lenta morte di alcune parti dell'albero nel tempo. Anche se alcune ricerche hanno cercato di capire se MY sia causato da organismi viventi (biotici) o da problemi ambientali (abiotici), i risultati non sono stati chiari.
Sintomi di Mundulla Yellows
I sintomi di MY includono foglie ingiallite, macchie di colori diversi sulle foglie e deformazione generale delle foglie. Gli alberi colpiti mostrano anche un lento disseccamento dei rami e potrebbero produrre nuovi germogli sotto la corteccia. Questi sintomi sono stati osservati non solo in Australia, ma anche negli alberi di eucalipto in altre regioni.
In laboratorio, giovani alberi di eucalipto prelevati da aree sane e innestati con corteccia di alberi che mostrano sintomi di MY hanno mostrato problemi simili alle foglie, suggerendo che potrebbe esserci un agente patogeno coinvolto. Tuttavia, i ricercatori non hanno ancora identificato un organismo specifico che causa MY. Alcuni studi hanno trovato collegamenti con certi nematodi e proteine in alberi con MY, dando l'idea che uno o più agenti infettivi potrebbero giocare un ruolo.
Fattori Nutrizionali e del Suolo
Ci sono anche domande su se certi fattori del suolo e nutrizionali contribuiscano a MY. Ad esempio, alcune piante sviluppano sintomi simili a causa di carenze nutrizionali, come insufficiente ferro o manganese. I trattamenti con questi nutrienti hanno a volte migliorato la salute degli alberi colpiti. Tuttavia, non c'è stata una ripresa duratura da MY che possa essere ricondotta solo a uno di questi fattori. È fondamentale determinare se ci sia una causa costante affinché possano essere sviluppate tecniche di gestione efficaci per affrontare questa e altre malattie che colpiscono gli alberi di eucalipto.
Obiettivi della Ricerca
Questo studio mirava a utilizzare tecniche scientifiche avanzate per identificare il Materiale Genetico negli alberi di eucalipto che potesse aiutare a differenziare gli alberi colpiti da MY da quelli sani. I ricercatori hanno esaminato sia alberi colpiti da MY che alberi sani per analizzare il loro patrimonio genetico. Hanno trovato che un particolare ceppo di Batteri, collegato a MY, appariva in campioni provenienti sia dall'Australia che dalla Siria, sollevando interrogativi sul ruolo di questo batterio nella diffusione della malattia.
Materiali e Metodi
Gli alberi di eucalipto esaminati in questo studio erano principalmente Eucalyptus camaldulensis, trovati in aree del Sud Australia, Australia Occidentale e Siria. Alcuni alberi mostravano chiari sintomi di MY mentre altri erano privi di sintomi. La ricerca ha coinvolto la raccolta di campioni da vari alberi, sia sani che quelli che mostrano segni della malattia, per confrontare il materiale genetico e cercare differenze che potessero relazionarsi ai sintomi.
Per analizzare gli acidi nucleici (i mattoni del materiale genetico) di questi alberi, i ricercatori hanno raccolto giovani foglie sia da alberi privi di sintomi che da quelli con sintomi di MY. Hanno mescolato questi campioni con una soluzione di estrazione specializzata e li hanno trattati chimicamente per isolare gli acidi nucleici. Questo processo ha aiutato a preparare i campioni per un'analisi genetica più profonda.
Sequenziamento ad Alto Rendimiento
I campioni estratti sono stati sottoposti a sequenziamento ad alto rendimento, una tecnica moderna che consente di esaminare numerosi geni contemporaneamente. Questo approccio ha generato una vasta quantità di dati, da cui i ricercatori possono identificare sequenze uniche per gli alberi colpiti da MY. Da queste sequenze, hanno selezionato diverse parti specifiche del materiale genetico da studiare ulteriormente.
I ricercatori hanno poi sintetizzato piccoli pezzi di DNA, chiamati sonde, che corrispondevano alle sequenze uniche trovate negli alberi malati. Queste sonde erano progettate per legarsi al materiale genetico specifico associato a MY, consentendo un test mirato di altri alberi.
Test su Campioni di Campo
Nella fase successiva, i ricercatori hanno testato altri campioni di foglie raccolti da vari alberi per vedere se contenevano anche lo stesso materiale genetico unico. Hanno preparato questi campioni per un test di ibridazione dot-blot, un metodo che consente agli scienziati di vedere se le loro sonde si sono legate con successo al DNA dei campioni testati.
I risultati hanno mostrato forti legami tra alberi che mostrano sintomi di MY e la presenza del materiale genetico unico associato ai batteri Leifsonia. Mentre gli alberi di controllo sani non mostrano segni di questo materiale genetico, molti alberi con sintomi hanno dato esito positivo, indicando una potenziale connessione tra il batterio e la malattia.
Prova del DNA Target
Per confermare che le sonde si stessero legando al DNA desiderato e non ad altri tipi di materiale genetico, i ricercatori hanno testato i loro campioni in condizioni alcaline. I risultati positivi dopo questo test hanno indicato che il materiale genetico identificato era effettivamente DNA a doppio filamento, confermando che erano sulla strada giusta per identificare possibili agenti della malattia MY.
Somiglianze con i Batteri
Lo studio ha evidenziato che le sequenze genetiche uniche trovate erano strettamente correlate a una specie di batteri chiamata Leifsonia xyli. L'analisi ha mostrato un alto livello di somiglianza, suggerendo una possibile associazione tra questo ceppo batterico e i sintomi mostrati dagli alberi di eucalipto colpiti da MY. Questa scoperta apre la porta a ulteriori ricerche su se Leifsonia possa essere un fattore contribuente alla malattia.
Conclusione
Grazie all'uso di tecnologie di sequenziamento avanzate, i ricercatori hanno identificato una sequenza genetica specifica che potrebbe essere collegata ai sintomi di Mundulla Yellows negli alberi di eucalipto. La forte associazione trovata tra i sintomi e la presenza di batteri Leifsonia rappresenta un solido punto di partenza per capire cosa causa questa malattia. Sono necessarie ulteriori ricerche per esplorare se questo batterio giochi un ruolo diretto nel causare i sintomi osservati negli alberi di eucalipto colpiti da MY.
Poiché gli alberi di eucalipto sono coltivati in molte località del mondo, questa ricerca suggerisce che testare ulteriormente per questo batterio potrebbe essere utile. Identificare le cause dei sintomi inspiegabili in questi alberi potrebbe portare a pratiche di gestione migliori e aiutare a preservare popolazioni sane di eucalipto.
I progressi fatti in questo studio evidenziano l'importanza di utilizzare metodi scientifici moderni per indagare le malattie degli alberi e il potenziale ruolo di batteri come Leifsonia nel causare problemi di salute delle piante. La ricerca futura sarà fondamentale per affrontare le sfide poste da Mundulla Yellows e comprendere le sue implicazioni per gli alberi di eucalipto a livello globale.
Titolo: Evidence for infection of Eucalyptus camaldulensis with a Leifsonia bacterium in Australia and Syria using high throughput sequencing
Estratto: A biotic hypothesis for the eucalypt disease of unknown aetiolgy, Mundulla Yellows (MY), was tested by seeking non-host nucleic acids in affected Eucalyptus camaldulensis trees using high throughput sequencing (HTS). Ten contigs were selected from a pool of nucleic acids unique to diseased trees, and oligonucleotide probes were prepared for specific dot-blot hybridisation assay of these contigs. One of the contigs was found to be associated with a few MY-affected trees collected in South Australia and Western Australia, as well as with similarly affected E. camaldulensis trees growing in Syria. The probes for this contig represented opposite polarities of the contig, and both hybridised with the same positive samples even after alkali treatment confirming that the contig that they represented was dsDNA. This contig, comprising 766 nt, showed 95% similarity to whole genome shotgun sequence of Leifsonia xyli. This preliminary microbiome analysis of MY affected trees provides the first evidence that a Leifsonia species may infect eucalypts and that it should be further studied as a potential agent of MY.
Autori: John W Randles, D. Hanold, U. W. Baumann, A. R. Borneman
Ultimo aggiornamento: 2024-07-17 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.16.603836
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.16.603836.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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