Nuovo metodo per rilevare ceppi di ruggine del mirto

Il ruggine del mirto è una malattia causata da un fungo chiamato Austropuccinia psidii. Questo fungo colpisce oltre 480 piante diverse della famiglia Myrtaceae, che include molte specie comuni come eucalipto e guava. È considerato una delle maggiori minacce per le piante nel mondo. Una delle maggiori preoccupazioni è che può adattarsi rapidamente a nuovi ambienti, causando danni seri agli ecosistemi e alle industrie, specialmente in paesi come Australia e Nuova Zelanda dove le piante di mirto sono diffuse.

#Storia di Austropuccinia psidii

Il fungo è stato trovato per la prima volta in Brasile nel 1884. Per molti anni è rimasto principalmente nelle Americhe, ma alla fine si è diffuso in tutti i continenti tranne in Europa e Antartide. In Australia, il fungo è stato rilevato per la prima volta nel 2010. Il ceppo trovato lì è la versione pandemica, che rappresenta un rischio significativo sia per le aree naturali che per le foreste commerciali. Gli alberi di eucalipto, ad esempio, potrebbero perdere dal 23% al 35% del loro volume a causa del fungo.

#Sintomi e diffusione della malattia

Austropuccinia psidii provoca sintomi evidenti sulle piante colpite. Il primo segno sono piccole macchie gialle sulle foglie, che possono svilupparsi in pustole arancioni brillanti. Queste pustole rilasciano spore che possono infettare altre piante, rendendo molto importante la rilevazione precoce e le misure di controllo.

#Importanza della rilevazione precoce

Identificare la presenza del ruggine del mirto in anticipo è fondamentale. Questo può aiutare a prevenire la sua diffusione e a limitare i danni. I metodi attuali per diagnosticare il fungo includono l'uso di marcatori speciali e una tecnica chiamata qPCR, che può identificare il DNA del fungo. Tuttavia, c'è un problema: le regioni di DNA scelte per questo test non sono abbastanza variegate per distinguere i diversi ceppi del fungo. Di conseguenza, c'è bisogno di nuovi metodi per migliorare la rilevazione e l'identificazione dei diversi ceppi di Austropuccinia psidii.

#Comprendere l'accoppiamento dei funghi

L'accoppiamento nei funghi è un po' complicato e coinvolge geni specifici noti come loci di Tipo di accoppiamento (MAT). Nei funghi rustici come Austropuccinia psidii, ci sono due loci diversi. Uno di questi loci contiene geni che aiutano nell'accoppiamento, mentre l'altro aiuta a controllare la crescita e lo sviluppo del fungo. Questi geni sono importanti per determinare come il fungo si riproduce e il suo ciclo di vita.

Le ricerche hanno mostrato che in Austropuccinia psidii, la compatibilità di accoppiamento è controllata da due geni principali e un altro gene. Questo significa che la capacità di diversi ceppi di accoppiarsi con successo dipende da questi marcatori genetici specifici.

#L'obiettivo dello studio

L'obiettivo di questa ricerca era quello di creare un metodo altamente efficace per rilevare e identificare vari ceppi di Austropuccinia psidii. Questo non solo aiuterebbe a monitorare gli focolai esistenti, ma anche a prevenire l'ingresso di nuovi ceppi in aree non colpite. I ricercatori si sono concentrati su parti specifiche del DNA del fungo legate all'accoppiamento, sperando che ciò portasse a migliori metodi di rilevazione.

#Design dei primer e metodologia

Per raggiungere l'obiettivo dello studio, i ricercatori hanno identificato aree chiave nel DNA di diversi ceppi di Austropuccinia psidii. Hanno progettato primer specifici, che sono piccoli pezzi di DNA che possono legarsi a regioni target, consentendo l'amplificazione di queste aree durante i test. Questi primer sono stati creati sulla base di informazioni genetiche precedenti riguardanti il fungo.

I primer sono stati sottoposti a test rigorosi utilizzando campioni provenienti da varie fonti, inclusi ceppi noti e vari campioni sul campo per garantirne l'efficacia. Il DNA è stato estratto da spore e materiale vegetale infetto utilizzando un metodo standard. È stata controllata la qualità del DNA per assicurarsi che fosse idoneo per i test.

#Test PCR

Il primo giro di test ha coinvolto una tecnica chiamata PCR, che aiuta ad amplificare il DNA dei ceppi target. Questo è stato fatto per vedere se i primer funzionassero in modo efficace e potessero differenziare tra il fungo target e altre specie simili. I risultati hanno mostrato che i primer hanno amplificato i segmenti di DNA attesi dai ceppi target, ma non da specie non correlate, confermando la loro specificità.

In un secondo giro di test, i ricercatori hanno esaminato più campioni raccolti sul campo e isolate a spora singola. Hanno continuato a usare gli stessi metodi PCR per amplificare il DNA da vari campioni, controllando la presenza del fungo target.

#Sequenziamento e analisi

Per un'analisi dettagliata, i ricercatori hanno utilizzato le tecnologie Oxford Nanopore, un metodo che consente di leggere lunghe sequenze di DNA. Questa tecnica avanzata ha aiutato a capire meglio il patrimonio genetico del fungo. Hanno preparato librerie di campioni di DNA seguendo linee guida specifiche e poi hanno sequenziato i campioni per leggere il DNA.

Per assicurarsi che i dati fossero accurati, hanno filtrato i risultati del sequenziamento in base alla qualità e alle lunghezze specifiche relative ai geni target. Questo processo di filtraggio ha aiutato a garantire che solo le sequenze di DNA più affidabili fossero utilizzate per ulteriori analisi.

#Risultati sulla diversità dei ceppi

I ricercatori hanno scoperto che i diversi ceppi di Austropuccinia psidii mostrano variazioni genetiche distinte. Analizzando le sequenze di DNA amplificate, hanno confermato che i ceppi provenienti da diverse regioni, come Australia e Brasile, portano marcatori genetici unici. Questa variazione è essenziale per identificare ceppi specifici e comprendere le loro origini.

I risultati hanno indicato che i ceppi non pandemici avevano al massimo una somiglianza genetica su quattro alleli rispetto al ceppo pandemico. Questa scoperta supporta ulteriormente l'idea che i diversi ceppi possano essere facilmente distinti l'uno dall'altro in base al loro patrimonio genetico.

#Sviluppo dell'analisi diagnostica

Sulla base delle loro scoperte, i ricercatori hanno stabilito un nuovo test diagnostico che si concentra sul locus del tipo di accoppiamento di Austropuccinia psidii. Questo test consente di identificare vari ceppi in modo rapido e accurato. Confrontando le informazioni genetiche dai campioni con sequenze conosciute, possono identificare nuovi ceppi che entrano in una regione.

L'analisi ha anche il potenziale di rilevare cambiamenti genetici e ricombinazione tra le popolazioni, il che potrebbe essere importante per monitorare e controllare la diffusione di questa malattia.

#Conclusione

Questo studio ha sviluppato con successo uno strumento diagnostico per identificare diversi ceppi di Austropuccinia psidii, fondamentale per gestire gli focolai di ruggine del mirto. Il loro metodo consente una rilevazione più rapida e accurata del fungo in vari campioni, aiutando a prevenire nuovi focolai. Con il proseguire della ricerca, possono essere apportati miglioramenti per migliorare ulteriormente il processo di rilevazione. I risultati contribuiscono in modo significativo a comprendere come si comporta questo patogeno e come può essere gestito per proteggere sia gli ecosistemi naturali che l'industria.