Pengenalan
Nama kajian: Induced resistance to Fusarium wilt of banana caused by Tropical Race 4 in Cavendish cv Grand Naine bananas after challenging with avirulent Fusarium spp.
Objektif: Mengkaji sama ada ketahanan terhadap TR4 boleh diaruh dalam Cavendish melalui pra-inokulasi dengan pelbagai spesies Fusarium yang tidak virulen, serta memahami asas molekul tindak balas tersebut.
Negara kajian: Tidak dinyatakan dalam abstrak.
Pada abad lalu, layu Fusarium Race 1 telah memusnahkan kultivar pisang Gros Michel. Industri pisang dunia diselamatkan oleh kultivar Cavendish yang tahan Race 1, dan kini Cavendish menguasai kira-kira 50% pengeluaran dan 95% perdagangan eksport pisang dunia. Namun, strain baharu iaitu Tropical Race 4 (TR4) muncul pada lewat 1960-an dan merebak ke seluruh dunia, merosakkan ladang Cavendish dan banyak varieti tempatan.
Oleh kerana tiada pengganti komersial untuk Cavendish, strategi kawalan perlu dibangunkan. Kajian ini meneroka satu idea menarik: bolehkah pokok Cavendish ‘divaksin’ dengan strain Fusarium yang tidak berbahaya kepadanya, supaya sistem pertahanannya bersedia apabila TR4 menyerang?
Kaedah Kajian
Pokok Cavendish cv. Grand Naine diberi pra-inokulasi dengan pelbagai spesies Fusarium yang tidak virulen terhadap Cavendish, kemudian dicabar dengan TR4. Perkembangan penyakit diukur dan kestabilan kesan diuji di bawah pelbagai keadaan nutrisi dan pH. Analisis transkriptom pula dijalankan untuk mengenal pasti gen yang aktif semasa jangkitan individu oleh TR4 dan Race 1, serta dalam rawatan gabungan.
Dapatan Utama
1. Hanya strain Race 1 tidak virulen yang berkesan
Daripada semua spesies Fusarium yang diuji, hanya pra-rawatan dengan strain Race 1 yang tidak virulen terhadap Cavendish mengurangkan perkembangan penyakit TR4 dengan ketara. Spesies Fusarium lain tidak memberi kesan perlindungan yang sama.
Dapatan ini menarik kerana Race 1 dan TR4 ialah ‘saudara’ dalam spesies yang sama. Pendedahan awal kepada Race 1, yang tidak mampu menjangkiti Cavendish, nampaknya menyediakan sistem imun pokok untuk mengenali dan melawan TR4.
2. Kesan perlindungan stabil dalam pelbagai keadaan tanah
Kesan pengurangan penyakit oleh Race 1 kekal stabil dalam pelbagai keadaan nutrisi dan pH. Ini penting kerana keadaan tanah di ladang sangat berbeza antara satu tempat dengan yang lain. Rawatan yang hanya berkesan pada pH atau tahap nutrien tertentu sukar diamalkan secara meluas.
3. Gen pertahanan pokok diaktifkan pada peringkat awal jangkitan
Analisis transkriptom menunjukkan beberapa gen yang terlibat dalam tindak balas pertahanan pokok meningkat pada peringkat awal jangkitan oleh TR4 dan Race 1, sama ada secara berasingan atau dalam rawatan gabungan. Selain itu, beberapa gen dalam laluan tindak balas etilena dan jasmonat, serta gen berkaitan sintesis giberelin, turut diaktifkan.
Etilena dan jasmonat ialah hormon yang memainkan peranan penting dalam pertahanan pokok terhadap patogen. Pengaktifan laluan ini menunjukkan pokok telah memasuki ‘mod pertahanan’.
4. Gen RGA2 mungkin kunci kepada ketahanan
Penyelidik memerhatikan peningkatan ekspresi gen seperti RGA2 dalam semua rawatan. RGA2 merupakan gen yang telah dikaitkan dengan ketahanan terhadap TR4 dalam kajian lain. Oleh itu, penyelidik mencadangkan RGA2 mungkin merupakan faktor utama yang terlibat dalam ketahanan terhadap Race 1 dan TR4.
Data ini menyokong hipotesis bahawa mengaktifkan ketahanan terhadap Race 1 dalam Cavendish mempengaruhi perkembangan TR4. Ia juga memberi gambaran pertama tentang ekspresi gen semasa interaksi antara pelbagai spesies Fusarium dan pisang.
Implikasi Kepada Pengusaha dan Industri
Konsep ketahanan teraruh ini masih di peringkat penyelidikan dan belum sedia untuk digunakan oleh petani. Menggunakan strain Fusarium hidup di ladang memerlukan penilaian keselamatan yang ketat, terutamanya kerana Race 1 masih berbahaya kepada kultivar lain seperti pisang berangan atau pisang jenis Silk. Namun, kajian ini membuka jalan kepada pembangunan rawatan pra-tanam pada anak benih kultur tisu, atau penemuan pencetus pertahanan yang lebih selamat yang meniru kesan Race 1.
Batasan Kajian dan Cadangan Lanjutan
Abstrak tidak menyatakan tahap pengurangan penyakit dalam bentuk peratusan, tempoh perlindungan, atau sama ada kesan ini kekal dalam keadaan ladang. Kajian ini juga tidak menilai risiko penggunaan strain Race 1 terhadap kultivar lain yang rentan kepada Race 1. Oleh itu, pendekatan ini masih jauh daripada sedia untuk digunakan secara komersial.
Penyelidikan lanjutan boleh memberi tumpuan kepada pengenalpastian molekul pencetus yang dihasilkan oleh Race 1, supaya pertahanan pokok dapat diaktifkan tanpa perlu menggunakan kulat hidup. Pendekatan ini lebih selamat dan lebih mudah diterima oleh pihak berkuasa.
Langkah Praktikal Untuk Pengusaha
Pengusaha tidak digalakkan mencuba menginokulasi pokok dengan Fusarium dalam apa jua bentuk. Sebaliknya, kajian ini mengingatkan kepentingan memahami jenis Fusarium yang terdapat di ladang. Pengusaha yang menanam pelbagai kultivar seperti Cavendish, Berangan dan Rastali dalam satu kawasan perlu berhati-hati, kerana setiap kultivar mempunyai kerentanan berbeza terhadap Race 1 dan TR4. Diagnosis makmal melalui pejabat pertanian membantu menentukan strategi yang tepat.
Ringkasan Angka Penting
-
Cavendish menguasai ~50% pengeluaran dan ~95% perdagangan eksport pisang dunia.
-
Hanya pra-rawatan dengan Race 1 tidak virulen mengurangkan penyakit TR4 dengan ketara.
-
Kesan stabil dalam pelbagai keadaan nutrisi dan pH.
-
Gen seperti RGA2 meningkat dalam semua rawatan.
Kesimpulan
Pra-rawatan dengan strain Race 1 yang tidak virulen terhadap Cavendish mengurangkan penyakit TR4 secara stabil dalam pelbagai keadaan nutrisi dan pH, dengan pengaktifan gen pertahanan, laluan etilena dan jasmonat, serta gen RGA2.
Sumber Rujukan
GarcÃa-Bastidas, F., Arango-Isaza, R.E., RodrÃguez-Cabal, H.A., Seidl, M.F., Cappadona, G., Segura, R., Salacinas, M. & Kema, G.H.J. (2022). Induced resistance to Fusarium wilt of banana caused by Tropical Race 4 in Cavendish cv Grand Naine bananas after challenging with avirulent Fusarium spp. PLOS ONE. DOI: 10.1371/journal.pone.0273335
Pautan SciSpace: https://scispace.com/papers/induced-resistance-to-fusarium-wilt-of-banana-caused-by-1b0rcth0
Kata Kunci
Fusarium TR4, ketahanan teraruh, Cavendish Grand Naine, Race 1, transkriptom, gen RGA2
