Experti z Oxfordské univerzity a londýnské Imperial College laboratorně oživili plíseň, která ve dvacátém století způsobila dvě epidemie vadnutí kávy a poznamenala trh s touto plodinou. Nový výzkum ukazuje, že plíseň v průběhu let pravděpodobně zvýšila svou schopnost infikovat kávovník tím, že získala geny od blízce příbuzné plísně, která způsobuje vadnutí celé řady plodin. Studie vyšla v časopise BMC Genomics.
Choroba vadnutí kávy se v moderní době objevila dvakrát. Poprvé to bylo během epidemie, která začala ve 20. letech 20. století; plíseň tehdy napadla širokou škálu odrůd kávy a pod kontrolu se ji podařilo dostat teprve po třiceti letech, hlavně díky změnám v hospodaření, které spočívaly ve vypalování napadených stromů a hledání přirozené odolnosti kávy. Roli hrály i šlechtitelské programy, které vybíraly odolnější odrůdy rostlin.
Podruhé se vrátila v sedmdesátých a značně rozšířila v devadesátých letech. Experti tehdy identifikovali dvě oddělené populace choroby, přičemž každá z nich infikuje pouze určité druhy kávy: jedna arabiku v Etiopii, druhá robustu ve východní a střední Africe.
Škody africkým zemědělcům způsobuje dosud (například v roce 2011 v Tanzanii nákaza zničila 55 tisíc kávovníků odrůdy robusta, což odpovídá více než dvaadvaceti milionům šálků kávy), a vědci nyní chtěli zjistit, jak oba dva zmíněné kmeny vznikly.
Výzkumný tým z Imperial College London, Oxfordské univerzity a zemědělské neziskové organizace CABI studoval historické vzorky a probudil dva zmrazené kmeny. Poté vědci sekvenovali genomy těchto plísní a zkoumali jejich DNA. Hledali tam důkazy změn, které plísni pomohly infikovat arabiku i robustu.
Zjistili, že novější plísně, které se už specializovaly na různé druhy kávy, mají větší genomy než dřívější kmeny, a identifikovali geny, které mohly houbám pomoci překonat obranu rostlin a přežít v nich – a následně způsobit onemocnění.
Banánová blízkost
Vědci také zjistili, že některé geny jsou velmi podobné genům nalezeným u jiné, blízce příbuzné plísně, která napadá více než 120 různých plodin, včetně banánů v subsaharské Africe, a způsobuje takzvanou panamskou nemoc, jež v současné době devastuje nejoblíbenější odrůdu, banány Cavendish.
Ví se, že kmeny této houby napadající banány, si mohou vyměňovat geny, což jim dává schopnost infikovat nové odrůdy, přenos jejich genů na jiný druh plísně ale zatím nebyl pozorován. Autoři předpokládají, že k přenosu mohlo dojít, protože oba druhy někdy žijí v těsné blízkosti na kořenech kávovníku a banánovníku, a je tedy možné, že kávová houba získala tyto výhodné geny od svého banánového souseda.
Káva a banány se totiž často pěstují společně, protože kávovníkům vyhovuje stín poskytovaný vyššími banánovníky. Podle vědců by jejich studie mohla naznačovat, že nepěstování plodin s blízce příbuznými chorobami, jako jsou banány a káva, společně by mohlo snížit možnost vzniku nových kmenů plísní, které kávu ničí.
Nové možnosti
Tyto poznatky by se mohly podle autorů uplatnit i u jiných kulturních rostlin, kde by podobné evoluční skoky mohly provést i další blízce příbuzné rostlinné patogeny, a způsobit tak vznik nových chorob.
Hlavní autorka studie Lily Pecková uvedla: „Používání stále většího množství chemických látek a fungicidů v boji proti novým chorobám plodin není pro spoustu zemědělců ani udržitelné, ani cenově dostupné. Pokud místo toho pochopíme, jak se nové typy chorob vyvíjejí, můžeme pěstitelům poskytnout znalosti, které potřebují ke snížení rizika, že se nové choroby vůbec objeví.“
Vědecká zjištění by zemědělce mohla navést k udržitelnějším způsobům ochrany svých plodin – například těm, kdy nebudou kávu sázet společně s jinými plodinami nebo že zabrání hromadění rostlinných zbytků, které by mohly být útočištěm příbuzné houby.
