マンドゥライエロー:ユーカリの木への脅威
新しい研究で、ユーカリの木に影響を与えるムンドライエロー病に特定のバイ菌が関係していることがわかったよ。
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オーストラリアや他の国のユーカリの木は、ムンドゥライエローズ(MY)という病気に苦しんでる。この病気は葉を黄色くし、歪ませ、木の一部が時間と共に徐々に枯れていく原因になる。いくつかの研究がMYが生物由来(バイオティック)なのか環境問題(アビオティック)なのかを調べようとしてきたけど、結果ははっきりしてない。
ムンドゥライエローズの症状
MYの症状には、葉の黄変、葉に色の異なる斑点、全体的な葉の歪みが含まれる。影響を受けた木は枝の徐々に枯れが見られ、樹皮の下から新しいシュートが出ることもある。この症状はオーストラリアだけじゃなく、他の地域のユーカリの木でも見られている。
研究室で、健康な地域から集めた若いユーカリの木をMYの症状を示す木の樹皮と接ぎ木すると、類似の葉の問題が現れた。これは病気の原因物質が関与しているかもしれないことを示唆してる。でも、研究者たちはまだMYを引き起こす具体的な生物を特定できてない。有些の研究では、MYを持つ木に関連する特定の線虫やタンパク質との関係が見つかっていて、感染性エージェントが関与している可能性を示してる。
栄養と土壌の要因
特定の土壌や栄養要因がMYに寄与しているかどうかも疑問視されている。例えば、いくつかの植物は、鉄やマンガンの不足などの栄養不足のために類似の症状が出ることがある。これらの栄養素での治療は、影響を受けた木の健康を改善することがあるけど、これらの要因の一つにだけ関連付けられるような持続的な回復は見られてない。効果的な管理技術を開発するために、一定の原因を特定することが重要だ。
研究の目的
この研究は、高度な科学技術を使って、MYに影響を受けた木と健康な木を区別するのに役立つユーカリの遺伝材料を特定することを目指してた。研究者たちは、MYに影響を受けた木と健康な木の遺伝構成を分析した。彼らは、MYに関連する特定の細菌株がオーストラリアとシリアのサンプルに現れたことを見つけ、この細菌の病気の広がりに関与しているかもしれないという疑問を投げかけた。
材料と方法
この研究で調べたユーカリの木は主にEucalyptus camaldulensisで、南オーストラリア、西オーストラリア、シリアに見られる。いくつかの木はMYの明確な症状を示していて、他の木は無症状だった。研究は、健康な木と病気の兆候を示す木からサンプルを集めて、遺伝材料を比較し、症状に関連する違いを探すことを含んでた。
研究者たちは、症状が出てない木とMYの症状を示す木から若い葉を集めて、これらの木からの核酸(遺伝材料の構成要素)を分析した。彼らはこれらのサンプルを特別な抽出バッファーと混ぜて、化学的に処理して核酸を孤立させた。この処理は、より深い遺伝分析のためにサンプルを準備するのに役立った。
ハイスループットシーケンシング
抽出されたサンプルは、ハイスループットシーケンシングを受けた。この現代的な技術は、同時に多数の遺伝子を調べることを可能にした。このアプローチにより、大量のデータが生成され、研究者たちはMYに影響を受けた木に特有の配列を特定できた。これらの配列から、彼らはいくつかの特定の遺伝材料の部分を選んでさらに研究した。
その後、研究者たちは、病気の木で見つかった特有の配列に合った小さなDNAピース(プローブ)を合成した。これらのプローブは、MYに関連する特定の遺伝材料に結合するように設計され、他の木のターゲットテストが可能になった。
現場サンプルのテスト
次の段階では、研究者たちはさまざまな木から収集した他の葉のサンプルをテストして、同じ特有の遺伝材料が含まれているかどうかを確認した。彼らは、テストサンプルのDNAにプローブがうまく結合したかを確認するために、ドットブロットハイブリダイゼーションアッセイの準備をした。
結果は、MY症状を示す木とLeifsonia細菌に関連する特有の遺伝材料との強い関連を示した。健康な対照木はこの遺伝材料の兆候を示さなかったが、症状のある多くの木が陽性反応を示し、細菌と病気の間に潜在的な関連があることを示している。
DNAターゲットの証拠
プローブが望ましいDNAに結合していることを確認するために、研究者たちはアルカリ条件下でサンプルをテストした。このテストの後の陽性結果は、彼らが特定した遺伝材料が実際に二本鎖DNAであることを示し、MYの病気の可能性のあるエージェントを特定するうえで正しい方向に進んでいることを確認した。
細菌との類似性
この研究は、彼らが見つけた特有の遺伝配列がLeifsonia xyliと呼ばれる細菌の種と密接に関連していることを強調した。分析は高い類似性を示し、この細菌株とMYに影響を受けたユーカリの木の症状との可能性のある関連を示唆している。この発見は、Leifsoniaが病気の要因となるかどうかのさらなる研究の扉を開く。
結論
高度なシーケンシング技術を使用することで、研究者たちはユーカリの木のムンドゥライエローズの症状に関連付けられる特定の遺伝配列を特定した。症状とLeifsonia細菌の存在との強い関連は、この病気の原因を理解するための重要な出発点を提供する。今後の研究で、この細菌がMYに影響を受けたユーカリの木の症状に直接関与しているかどうかを探る必要がある。
ユーカリの木は世界中の多くの場所で栽培されているから、この研究はこの細菌のさらなるテストが有益である可能性を示唆している。これらの木の未解明の症状の原因を特定することで、より良い管理策を生み出し、健康なユーカリの個体群を保存する手助けになるかもしれない。
この研究の進展は、木の病気を調査するために現代的な科学的方法を使用する重要性と、Leifsoniaのような細菌が植物の健康問題を引き起こす可能性に関する重要性を浮き彫りにしてる。将来の研究が、ムンドゥライエローズがもたらす課題に対応し、ユーカリの木に対するそれが持つ影響を理解する鍵となるだろう。
タイトル: Evidence for infection of Eucalyptus camaldulensis with a Leifsonia bacterium in Australia and Syria using high throughput sequencing
概要: 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.
著者: John W Randles, D. Hanold, U. W. Baumann, A. R. Borneman
最終更新: 2024-07-17 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.16.603836
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.16.603836.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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