Međunarodna studija analizom 109 genoma tajmovirusa pokazuje da njihovo poreklo datira još iz perioda poslednjeg ledenog doba — pre oko 23.000 godina. Jedna ključna grana povezuje viruse iz Evrope i Severne Amerike pre ~16.000 godina, dok su mnoge savremene međukontinentalne širenja nastupila u poslednja dva veka zbog trgovine semenom. Iako su ključni replikativni i strukturni geni stabilni, gen koji omogućava kretanje virusa pokazuje pozitivnu selekciju, što olakšava promenu domaćina. Studija ističe vrednost arhivskih uzoraka i moderne genomike za prevenciju i praćenje biljnih bolesti.
Tajmovirusi potiču iz poslednjeg ledenog doba — 23.000 godina evolucije i savremeni rizici za useve
Study suggests tymoviruses infecting crops today may trace their origins to Eurasian plants before the last Ice Age. (CREDIT: Shutterstock)
Novo međunarodno istraživanje ukazuje da su mnogi patogeni koji danas napadaju useve mnogo stariji nego što se ranije mislilo. Upoređujući više od 100 genoma, naučnici su zaključili da se poreklo tajmovirusa može pratiti do pre oko 23.000 godina — iz perioda poslednjeg ledenog doba.
Glavni nalazi
Istraživači su rekonstruisali evoluciju grupe tajmovirusa analizom 109 genomskih sekvenci, uključujući novosekventirane uzorke iz Ujedinjenog Kraljevstva i Perua, kao i sekvence iz istorijskih zbirki prikupljenih između 1960. i 1980. godine. Na osnovu genetskih razlika, utvrđena je stara grana koja povezuje evropske i severnoameričke vrste pre oko 16.000 godina — period kada je bio otvoren kopneni most Beringija.
Patristic distance plots comparing the gene and protein ML phylogenies of the tymovirus open reading frames. (CREDIT: Plant Disease)
Gde su virusi postojali i kako su se širili
Dokazi sugerišu da su davni oblici tih virusa cirkulisali među divljim biljkama Evroazije i kasnije prešli na kultivisane vrste. Tajmovirusi prvenstveno infekuju cvetajuće dikotiledone, posebno biljke iz porodica kupusnjača (npr. kupus, rotkvica) i noćurki (npr. paprika, paradajz, patlidžan). Prenose ih najčešće insekti koji grickaju listove (npr. bubici), ali se šire i putem semena ili direktnog kontakta zaraženih biljaka.
Stari poreklo, novi rizici
Iako su neki prelazi između kontinenata stari desetine hiljada godina, mnoge međukontinentalne širenja tajmovirusa dogodila su se znatno kasnije — u poslednja dva veka — u korelaciji sa intenzivnom međunarodnom trgovinom semenom i usevima. Seme je verovatno igrala ključnu ulogu u savremenom prenošenju jer pojedini tajmovirusi mogu opstati u semenu i preneti se na novu biljku pri klijanju.
The maximum likelihood phylogeny of 109 concatenated methyltransferase-peptidase-helicase-RNA dependent RNA polymerase and coat protein open reading frames of 31 tymoviruses. (CREDIT: Plant Disease)
Evolucija virusa i genetski trendovi
Analiza genoma pokazuje da su geni odgovorni za umnožavanje virusa i strukturalne proteine pod stabilizujućom selekcijom — što znači da se ti delovi genoma menjaju sporo kako bi se izbegle štetne mutacije. Nasuprot tome, gen koji kodira proteinski faktor za kretanje virusa iz ćelije u ćeliju pokazuje znake pozitivne selekcije, što može olakšati brzu promenu domaćina i prilagođavanje novim biljnim vrstama. Naučnici to tumače kao deo dugoročne evolutivne „trke“ između patogena i njihovih domaćina.
Vrednost arhiva i praktične implikacije
Studija naglašava važnost istorijskih uzoraka: kombinovanjem arhiviranih materijala (uzoraka prikupljenih decenijama unazad) i modernog sekvenciranja tim je izgradio jednu od najopsežnijih baza podataka za ovu grupu virusa. Autori, među kojima je Dr. Adrian Gibbs sa Australian National University, ukazuju da takva znanja pomažu u unapređenju monitoringa, sanitarnih mera i strategija za smanjenje rizika od novih izbijanja bolesti.
Maximum likelihood phylogeny of the Andean potato latent (APLV), Andean mild mosaic virus (APMMV), and tomato blistering mosaic (ToBlMV) clusters of tymoviruses based on their coat protein gene sequences. (CREDIT: Plant Disease)
Šta ovo znači za poljoprivredu
Za poljoprivrednike i nadležne službe u zaštiti bilja, rezultati znače da mnogi patogeni već postoje u divljim biljkama i da se modernim trgovinskim tokovima lako mogu proširiti na nove regione. Bolje razumevanje mehanizama prenosa (insekti, seme, kontakt) i praćenje istorijskih i savremenih uzoraka pomoći će da se pravovremeno otkriju pretnje i smanje potencijalni gubici u proizvodnji hrane.
Rezultati studije su objavljeni u časopisu Plant Disease.
Pomozite nam da budemo bolji.
