Multilocus Characterization of ‘Candidatus Phytoplasma asteris’ (16SrI-B) Associated with Phyllody and Witches’ Broom in Sesamum latifolium, S. angolense and S. angustifolium
Diese Studie berichtet über die erste Multilocus-Charakterisierung von „Candidatus Phytoplasma asteris“ (16SrI-B) in drei wilden Sesamspezies (*S. angolense*, *S. angustifolium* und *S. latifolium*), welche auf Basis ihrer Phyllodie- und Witchs'-Broom-Symptome sowie der genetischen Bestätigung mittels 16S rRNA- und *tuf*-Gen-Sequenzierung als natürliche Reservoire für diesen Erreger identifiziert wurden.
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In den weiten, sonnenverwöhnten Feldern, auf denen Bauern Sesam anbauen, kann ein stiller und unsichtbarer Feind eine gesunde Ernte in einen verdrehten, grünen Albtraum verwandeln. Dieser Feind ist kein Pilz oder ein Virus, sondern eine Art von Bakterium, das als Phytoplasma bezeichnet wird. Diese mikroskopisch kleinen Organismen leben im Pflanzensaft und kapern deren Wachstumsmechanismen. Wenn sie eine Pflanze infizieren, verursachen sie oft einen seltsamen Zustand, der als Phyllodie bekannt ist, bei dem Blumen ihre Farbe und Form verlieren und sich anstelle von Blütenblättern in blättrige, grüne Strukturen verwandeln. Sie verursachen auch die „Hexenbesen“-Symptomatik, ein Symptom, bei dem die Pflanze zu viele Zweige in einem dichten, buschigen Büschel bildet und eher wie ein Besen als wie eine Blüte aussieht. Während Wissenschaftler schon lange wissen, dass kultivierte Sesampflanzen von diesen Bakterien krank werden können, blieben die wilden Verwandten des Sesams – Pflanzen, die in der Natur wachsen und nicht angebaut werden – ein Rätsel. Zu verstehen, ob diese Wildpflanzen ebenfalls die Krankheit tragen können, ist entscheidend, da sie die Bakterien verstecken und sie an die Nutzpflanzen weitergeben könnten, auf die Bauern für Nahrung und Öl angewiesen sind.
Ein Forscherteam machte sich vor kurzem auf den Weg, um dieses Rätsel auf den Feldern von Kerala, Indien, zu lösen. Sie untersuchten drei spezifische Arten von wildem Sesam: Sesamum angolense, S. angustifolium und S. latifolium. Während ihrer Felduntersuchungen stellten sie fest, dass Pflanzen aller drei Arten unter denselben verdrehten, blättrigen Symptomen litten, die auch bei Feldfrüchten zu sehen sind. Die Blüten hatten sich in grüne Blätter verwandelt, die Stängel waren kurz und gedrängt, und die Pflanzen bildeten übermäßige, buschige Triebe. Um zu bestätigen, dass diese Symptome durch Phytoplasma-Bakterien und nicht durch etwas anderes verursacht wurden, nahmen die Wissenschaftler Proben von den kranken Pflanzen und analysierten deren genetisches Material. Sie verwendeten eine Standardmethode, um nach einem spezifischen Gen zu suchen, das in allen Phytoplasmen vorkommt, und überprüften zudem ein zweites Gen, das hilft, den exakten Stamm der Bakterien zu identifizieren.
Die Ergebnisse waren klar und eindeutig. Jede einzelne symptomatische Pflanze testete positiv auf das Vorhandensein von Phytoplasma. Die genetische Analyse zeigte, dass die in diesen Wildpflanzen gefundenen Bakterien nahezu identisch mit einer bekannten Gruppe namens Candidatus Phytoplasma asteris waren, speziell einer Untergruppe, die als 16SrI-B bekannt ist. Dies ist dieselbe Art von Bakterien, die die Krankheit in vielen anderen Nutzpflanzen verursacht. Die Forscher beobachteten auch Zwergflohwanzen, kleine Insekten, die sich von Pflanzensaft ernähren, die um die infizierten Pflanzen herumschwirrten. Diese Insekten sind dafür bekannt, die Bakterien von einer Pflanze zur anderen zu tragen, und fungieren so als Überträger der Krankheit. Diese Entdeckung ist bedeutsam, da es das erste Mal ist, dass diese spezifische Krankheit in diesen drei wilden Sesamspezies bestätigt wurde.
Die Ergebnisse legen nahe, dass diese Wildpflanzen nicht nur passive Zuschauer sind, sondern aktive Reservoire für die Krankheit darstellen. In der Natur können diese Pflanzen die Bakterien beherbergen und ermöglichen es den Insekten, diese aufzunehmen, was die Infektion dann auf benachbarte kultivierte Sesammfelder ausbreiten könnte. Dies ist eine Sorge für Landwirte und Züchter, da wilde Sesamspezies oft als genetische Ressource genutzt werden, um Feldfrüchte zu verbessern, etwa um ihnen mehr Widerstandsfähigkeit gegen Dürre oder Schädlinge zu verleihen. Wenn diese Wildpflanzen die Krankheit in sich tragen, besteht das Risiko, dass die Bakterien versehentlich zusammen mit dem Saatgut übertragen werden könnten, wenn Wissenschaftler versuchen, sie für die Züchtung zu nutzen. Die Studie verdeutlicht, dass das Management von Sesamerkrankungen einen Blick über die Felder hinaus auf die wild wachsenden Pflanzen in der Umgebung erfordert, da diese die verborgene Quelle sein können, die die Krankheit Jahr für Jahr am Leben erhält.
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