Kahve Pası: Hemileia vastatrix'in Seylan'dan Başlayan Tarihi

Kahve yaprağında pas hastalığı yapan mantar 1869'da Doğu Afrika ve Seylan'dan, yani bugünkü Sri Lanka'dan gelen örnekler üzerinden Hemileia vastatrix adıyla tanımlandı ve zamanla kahve yetiştirilen bütün bölgelere ulaştı (Talhinhas ve ark., 2017). Küresel tarih üzerine bir çalışmaya göre salgın 1865 ile 1985 arasında ilk odağı olan Seylan'dan başlayıp kahve kuşağının tamamını sardı (McCook, 2006).

Seylan'da başlayan bir yaprak hastalığı

Türün bilimsel adı, onu tanımlayanların kısaltmasıyla birlikte Hemileia vastatrix Berk. ve Broome olarak yazılır; mantar pas mantarlarının bulunduğu Pucciniales takımındadır (Talhinhas ve ark., 2017). Tahıllardaki pas mantarlarının iki konaklı döngüsü ve genel biyolojisi pas mantarları ve Puccinia yazısında anlatılıyor.

H. Marshall Ward 1882'de yayımladığı makalede, Seylan'ın “kahve yaprağı hastalığı” denen sorununda öne çıkan bu mantarın yaşam öyküsü üzerine son on iki ayda yürüttüğü araştırmaları toplamış; mantarın yapısı ve gelişimi hakkında o güne kadar bilinmeyen ya da yanlış anlaşılan bir dizi olguyu bir araya getirdiğini yazmıştır (Ward, 1882).

Ekonomik iz her yerde aynı değildi: bazı bölgelerde hastalık kahve ürününün yüzde 90'ından fazlasını yok etti, bazı bölgelerde ise küçük bir sıkıntıdan öteye geçmedi (McCook, 2006).

Eşeysiz sporla dönen döngü

Hemileia vastatrix yarım döngülü bir pas mantarıdır; hastalığın asıl, belki de tek aşı kaynağı üredosporlarla dönen eşeysiz döngüdür (Talhinhas ve ark., 2017). Aynı derlemeye göre hastalık verimde yüzde 35'e varan kayıplara yol açabilir ve etkisi sonraki yıllara da taşınır (Talhinhas ve ark., 2017).

Mantar üredospor ve teliospor yanında eşeyli basidiosporlar da üretir; ancak basidiosporların kahveyi enfekte ettiği hiç bildirilmemiş ve eşeyli evreyi taşıyacak bir ara konak bugüne kadar bulunamamıştır (Koutouleas ve ark., 2019). Bazı araştırmacılar ara konağın hiç var olmadığını savunur (Koutouleas ve ark., 2019). Aynı çalışma Etiyopya, Kenya ve Sri Lanka'nın botanik verilerini tarayarak aday ara konakları sıralamış, listenin başına Psychotria mahonii, Rubus apetalus ve Rhamnus prinoides'i koymuştur (Koutouleas ve ark., 2019). Basidiosporun nasıl bir hücrede oluştuğu basidiyum nedir yazısında.

Seylan'dan Amerika'ya, oradan Hawaii'ye

McCook'a göre on dokuzuncu ve yirminci yüzyılda bütünleşen kahve piyasası, kahve bölgeleri arasında doğu-batı yönlü biyolojik alışverişleri tetikledi; kahve pası salgını bu alışverişlerin ekolojik ve ekonomik etkisini gösteren bir örnektir (McCook, 2006).

Soğuk Savaş döneminde kahve, Latin Amerika'daki pek çok ABD müttefikinin ekonomisini taşıdığı için stratejik bir ürüne dönüştü ve kahve pası jeopolitik bir sorun sayıldı (McCook ve ark., 2020). Aynı çalışmaya göre kahvenin çoğunu üreten Latin Amerika'daki uzmanlar olası bir salgına hazırlanmaya başlamış, 1950'lerde küresel bir uzman ağı kurmuştur; ağın merkezindeki isimlerden biri Amerikalı bitki patoloğu Frederick L. Wellman'dır (McCook ve ark., 2020).

Hawaii uzun süre kahve pasından arınmış son üretim bölgelerinden biriydi; hastalık Şubat 2020'de Maui adasındaki çiftliklerde ve yabanileşmiş kahvede saptandı (Ramírez-Camejo ve ark., 2022). 17 ülkeden 434 izolatla yapılan karşılaştırmada Hawaii izolatlarının tamamı tek bir çok lokuslu genotipe ya da ondan türeyen genotiplere bağlandı; bu genotip Orta Amerika ve Jamaika'da yaygın olduğu için kaynak bölge olarak burası gösterildi (Ramírez-Camejo ve ark., 2022). Yazarlar rüzgârla taşınmayı olası bulmamış, sporların yolcularla, mevsimlik işçilerle ya da fümige edilmemiş sevkiyatlarla gelmiş olabileceğini yazmıştır (Ramírez-Camejo ve ark., 2022).

2008 sonrası: Büyük Pas

2008'den sonra Amerika'nın kahve bölgelerinde art arda görülen salgınlar toplu olarak “Büyük Pas” adıyla anılır (McCook ve ark., 2015). Salgınların yoğunluğu önceki gözlemleri aştı: Kolombiya 2008-2011 arasında, Orta Amerika ve Meksika 2012-13'te, Peru ile Ekvador ise 2013'te etkilendi (Avelino ve ark., 2015). Aynı değerlendirmeye göre üretim Kolombiya'da salgın yıllarında 2007'ye göre ortalama yüzde 31, Orta Amerika'da ise 2013'te 2011-12 sezonuna göre yüzde 16 azaldı (Avelino ve ark., 2015).

Ana sürükleyiciler ekonomik ve meteorolojikti: son 37 yılda Orta Amerika ve Kolombiya'daki bütün yoğun salgınlar kahve kârlılığının düştüğü dönemlerle çakışmış, düşük kârlılık bakımın aksamasına ve bitkilerin hastalığa açık hâle gelmesine yol açmıştır (Avelino ve ark., 2015). Ortak bir iklim izi de var: Guatemala'daki 1.224 çiftliğin 2012 verisinde günlük asgari sıcaklıklar ortalama 0,9 °C yükselmiş, azami sıcaklıklar 1,2 °C düşmüş ve bu daralma yazarlara göre hastalığın gizli dönemini muhtemelen kısaltmıştır (Avelino ve ark., 2015).

Uzun vadeli bakışta kahve üreticileri pasla dört ana yoldan uğraştı: dirençli bitki arayışı, dirençli çeşit ıslahı, kimyasal mücadele ve agroekolojik yöntemler (McCook ve ark., 2015). Islahın dayandığı kaynaklardan biri Híbrido de Timor'dur; bu melezden gelen direnç kaynakları birçok programda kullanılmış ve bazıları otuz yılı aşkın süredir etkisini korumuştur (Talhinhas ve ark., 2017).

Genomdaki iz: kahveye uyum sağlamış bir soy

Mantarın genomu yaklaşık 797 megabazla çok büyüktür; genetik çok biçimlilik sınırlı görünse de 50'den fazla fizyolojik ırk tanımlanmıştır (Talhinhas ve ark., 2017). Dizilemenin nasıl yapıldığı mantar genomu nasıl dizilenir yazısında.

Dünya ölçeğinde toplanan 37 örnekte yaklaşık 19.000 tek nükleotit çok biçimliliği incelendiğinde, yapısız ve kozmopolit tek tür görüşünün yerine konak tercihi belirgin, gizli bir tür kompleksi çıktı (Silva ve ark., 2018). C3 soyu neredeyse yalnız Coffea arabica dahil dört kromozom takımlı kahveleri, C1 ve C2 ise iki kromozom takımlı kahve türlerini enfekte ediyordu (Silva ve ark., 2018). Yazarlar C3'ü iki kromozom takımlı konaklardan konak değiştirerek doğmuş, yakın zamanlı ve “evcilleşmiş” bir soy olarak yorumlamış, bu grupta rekombinasyon izleri de bulmuştur (Silva ve ark., 2018).

99 izolatta 13.804 çok biçimlilikle yapılan çalışmada C3 üç alt gruba ayrıldı ve bu ayrım kahve çeşitlerinin tarihsel dağılımını, ıslahını ve el değiştirmesini yansıtıyordu; alt gruplardan biri örneklenen dört kıtanın hepsinde, biri çoğunlukla Afrika'da, biri yalnız Timor'da görüldü (Rodrigues ve ark., 2022).

Açık kalan sorular

Görünürde eşeyli üreme olmadan kahve çeşitlerindeki direncin nasıl aşıldığı hâlâ cevap bekliyor (Koutouleas ve ark., 2019). Buradaki veriler bir tarih ve popülasyon genetiği özetidir, tarladaki hastalık yönetimi için bir rehber değildir. Tahıllarda bambaşka bir yaşam stratejisi izleyen bir yaprak patojeni için pirinç yanıklığı ve Magnaporthe oryzae, kahvenin tarladan sonraki mikrobiyolojisi için kahve fermantasyonunda mayalar yazısına bakılabilir. Bir mantar salgınının bitkiler yerine yabani hayvanlarda izlenen tarihi beyaz burun sendromu yazısında anlatılıyor.

Bilimsel referanslar

Avelino, J. et al. (2015). The coffee rust crises in Colombia and Central America (2008–2013): impacts, plausible causes and proposed solutions. Food Security, 7(2), 303-321. DOI 10.1007/s12571-015-0446-9.

Koutouleas, A. et al. (2019). On the hunt for the alternate host of Hemileia vastatrix. Ecol Evol, 9(23), 13619-13631. PMID 31871671. DOI 10.1002/ece3.5755.

McCook, S. (2006). Global rust belt: Hemileia vastatrix and the ecological integration of world coffee production since 1850. Journal of Global History, 1(2), 177-195. DOI 10.1017/S174002280600012X.

McCook, S. et al. (2015). The Big Rust and the Red Queen: Long-Term Perspectives on Coffee Rust Research. Phytopathology, 105(9), 1164-73. PMID 26371395. DOI 10.1094/PHYTO-04-15-0085-RVW.

McCook, S. et al. (2020). The Geopolitics of Plant Pathology: Frederick Wellman, Coffee Leaf Rust, and Cold War Networks of Science. Annu Rev Phytopathol, 58, 181-199. PMID 32853100. DOI 10.1146/annurev-phyto-082718-100109.

Ramírez-Camejo, L.A. et al. (2022). Coffee Leaf Rust (Hemileia vastatrix) from the Recent Invasion into Hawaii Shares a Genotypic Relationship with Latin American Populations. J Fungi (Basel), 8(2), 189. PMID 35205944. DOI 10.3390/jof8020189.

Rodrigues, A.S.B. et al. (2022). Worldwide Population Structure of the Coffee Rust Fungus Hemileia vastatrix Is Strongly Shaped by Local Adaptation and Breeding History. Phytopathology, 112(9), 1998-2011. PMID 35322716. DOI 10.1094/PHYTO-09-21-0376-R.

Silva, D.N. et al. (2018). Population genomic footprints of host adaptation, introgression and recombination in coffee leaf rust. Mol Plant Pathol, 19(7), 1742-1753. PMID 29328532. DOI 10.1111/mpp.12657.

Talhinhas, P. et al. (2017). The coffee leaf rust pathogen Hemileia vastatrix: one and a half centuries around the tropics. Mol Plant Pathol, 18(8), 1039-1051. PMID 27885775. DOI 10.1111/mpp.12512.

Ward, H.M. (1882). On the Morphology of Hemileia Vastatrix, Berk, and Br. (the Fungus of the Coffee Disease of Ceylon). Journal of Cell Science, s2-22(85), 1-11. DOI 10.1242/jcs.s2-22.85.1.

Bu içerik bilgilendirme amaçlıdır, tıbbi tavsiye niteliği taşımaz. Herhangi bir sağlık kararı almadan önce hekiminize danışınız. Fonksiyonel mantarlar ilaç değildir ve hastalıkların tedavisinde kullanılamaz.

Atıf yapılan kaynak: 10  |  Yöntem: Editöryel Politika  |  Referanslar: Bibliyografya