Species diversity and pathogenicity of the Fusarium oxysporum species complex associated with potato tuber dry rot, including the description of F. sherbakoffii sp. nov.

Aardappelen zijn een basisvoedsel voor de menselijke dieta, groeiend in de bodem en hun energie opslaan in ondergrondse knollen. Deze gewassen zijn echter kwetsbaar voor een groep schimmels die bekend staat als het Fusarium oxysporum species complex. Zie dit complex niet als één enkel organisme, maar als een enorme familie van zeer nauw verwante schimmels die er met het blote oog bijna identiek uitzien, maar in werkelijkheid verschillende soorten zijn met verschillende gedrages. Wanneer deze schimmels aardappelknollen infecteren, veroorzaken ze een ziekte genaamd droogrot, die het vruchtvlees van de aardappel verandert in een droge, kruimelige bende, wat leidt tot aanzienlijke verliezen voor boeren en de voedselzekerheid. Lange tijd worstelden wetenschappers om deze verschillende familieleden uit elkaar te houden, waarbij ze ze vaak onder één naam groepeerden, wat het moeilijk maakte om te begrijpen welk specifiek type de meeste schade aanrichtte of hoe ze hen effectief konden bestrijden.

In een recente studie probeerden onderzoekers deze verwarring te ontrafelen door aardappelknollen uit vijf verschillende regio's in Rusland te onderzoeken die tekenen vertoonden van deze droogrot. Ze verzamelden drieentwintig schimmelmonsters van de aangetaste aardappelen en onderwierpen deze aan een gedetailleerde genetische analyse. In plaats van te vertrouwen op hoe de schimmels eruitzagen, wat misleidend kan zijn, lazen de wetenschappers specifieke delen van de genetische code van de schimmels. Ze bekeken vijf verschillende delen van de genetische instructiehandleiding, waaronder secties die bepalen hoe de schimmels hun eiwitten opbouwen en hoe ze hun genetisch materiaal kopiëren. Deze aanpak stelde hen in staat om de verschillende soorten met een hoge mate van zekerheid te onderscheiden, waardoor een verborgen diversiteit binnen de rottende aardappelen aan het licht kwam.

De onderzoek heeft bevestigd dat verschillende bekende soorten aanwezig waren, waaronder zeven stammen van één type, vier van een ander, en kleinere aantallen van twee andere. De meest significante ontdekking was echter dat acht van de stammen, verzameld van aardappelen op diverse locaties, niet overeenkwamen met enige bekende soort. Deze unieke schimmels werden geïdentificeerd als een nieuwe soort, die de onderzoekers de naam Fusarium sherbakoffii gaven. Naast het beschrijven van dit nieuwe lid van de familie, verduidelijkte de studie de relaties tussen tien andere eerder benoemde soorten, waarbij werd vastgesteld dat sommige van deze namen eigenlijk naar hetzelfde organisme verwezen en gecombineerd moesten worden. De onderzoekers observeerden ook hoe deze schimmels groeien, waarbij ze specifieke kenmerken opmerkten zoals de vorming van kleine sporeclusters en de productie van dikwandige overlevingsstructuren, wat hielp bij het bevestigen van hun identiteiten.

Buiten het simpelweg benoemen van de schimmels, testte het team hoe gevaarlijk elk type type was voor de aardappelen. Ze inoculeerden gezonde aardappelknollen met de verschillende stammen om te zien hoeveel schade elke stam aanrichtte. De resultaten toonden een duidelijk verschil in agressiviteit. Eén soort, F. nirenbergiae, bleek de meest destructieve te zijn, waarbij de weefselschade tussen de 1,6 en 8,2 keer groter was dan de schade veroorzaakt door de andere soorten. De nieuwe soort, F. sherbakoffii, en de standaard F. oxysporum vertoonden variabele niveaus van schade, wat betekent dat sommige stammen slechter waren dan andere, terwijl een andere soort, F. odoratissimum, de minste schade veroorzaakte. Interessant genoeg, terwijl droogrot gewoonlijk een droge, kruimelige afbraak creëert, zorgden sommige van de agressievere stammen, inclusief de nieuwe soort en het standaardtype, ervoor dat het aardappelvlees donkerbruin werd, zachter werd en nat werd rond het geïnfecteerde gebied, wat een ander soort rot creëerde dan wat normaal gesproken wordt verwacht. Dit werk biedt een duidelijker beeld van de specifieke vijanden die de aardappelteelt bedreigen, door verder te gaan dan een algemene label om exact te identificeren welke schimmels aanwezig zijn en hoe ernstig zij kunnen toeslaan.