Kahve Solgunluğu: Afrika Kahvesini Kurutan Fusarium

Bir derlemeye göre Gibberella xylarioides, yani eşeysiz evresinin adıyla Fusarium xylarioides'e bağlanan kahve solgunluğu hastalığı, 1927'den beri Afrika'da kahve üretiminde kayıplara yol açmaktadır (Rutherford, 2006). Bu yazı bu hastalığın birbirini izleyen salgınlarını, etkeninin kimliğini ve genomların bu salgınların nasıl ortaya çıktığı hakkında söylediklerini anlatıyor.

İlk salgın

Kahve solgunluğu, 1920'lerdeki ilk salgınının ardından Batı ve Orta Afrika'da kahve üretimini kırıp geçirmiştir (Peck ve ark., 2021). Bu salgın dalgası sonunda, çoğu yerde konak direnci ve bazı yerlerde geniş ölçekli temizlik uygulamalarıyla büyük ölçüde denetim altına alınmıştır (Rutherford, 2006). Lepoint ve arkadaşları bu dönemi 1930'lardan 1950'lere uzanan ağır bir salgın olarak anar; o salgından kalan iki Batı Afrika suşu uzun süre bu türün başvuru kaynağı olmuştur (Lepoint ve ark., 2005).

Kahve solgunluğunun öteki adı trakeomikozdur. Tropik çok yıllık bitkilerde Fusarium'un yol açtığı hastalıklar üzerine bir derlemeye göre bunların bir kısmı, muzdaki Panama hastalığı ve kahvenin trakeomikozu gibi, birlikte evrimleşmiş patosistemlerdir; bu iki hastalıkta birden fazla patojenin hastalığa yol açabildiği de gösterilmiştir (Ploetz, 2006). Muzdaki karşılığı muzda Fusarium solgunluğu yazısında anlatılıyor.

1990'larda geri dönüş

Uganda, Kongo Demokratik Cumhuriyeti ve Tanzanya'da robusta kahvesi Coffea canephora üzerinde kahve solgunluğunun yeniden ortaya çıkışı ağır kayıplara yol açmıştır (Rutherford, 2006). Trakeomikoz ya da kahve solgunluğu son 10 yılda Uganda'da robusta kahvesinin başlıca hastalıklarından biri hâline gelmiştir (Geiser ve ark., 2005). 2000'lere gelindiğinde hastalık iki ayrı salgından oluşuyordu: Etiyopya'da arabica kahvesinde ve Doğu ile Orta Afrika'da robusta kahvesinde (Peck ve ark., 2021).

Uganda'da 1755 hektarlık büyük bir robusta işletmesinde 2008-2012 arasında yapılan dört yıllık izleme, eski dikimlerde hastalık görülme sıklığının daha yüksek ve ilerlemenin daha hızlı olduğunu göstermiş; bu, hasta ağaçları söküp yok etme uygulamasının yeterince etkili olmadığına işaret etmiştir (Pinard ve ark., 2016). Sonuçlar hastalığın ilerlemesinde havayla yayılmanın da rolü olduğunu düşündürmüştür (Pinard ve ark., 2016).

Etken kim

Kahve solgunluğu tarihsel olarak Fusarium xylarioides Steyaert ile ilişkilendirilmiştir (Geiser ve ark., 2005). Solgunluk görülen kahvelerden alınan izolatlar ise biçim ve soy bakımından birbirinden ayrı iki gruba ayrılmış; yazarlar kahve solgunluğuyla ilişkili akraba olmayan türlerin bulunmasının hastalığın epidemiyolojisi, nedeni ve denetimi için önemli sonuçları olduğunu belirtmiştir (Geiser ve ark., 2005).

Kongo, Uganda ve Tanzanya'daki hasta C. canephora ve C. excelsa ağaçlarından alınan izolatlarla laboratuvarda yapılan çaprazlamalar, farklı eşleşme tipleri gerektiren bir çiftleşme sistemi göstermiş ve G. xylarioides'in geniş anlamda G. fujikuroi kompleksi içinde yeni bir biyolojik tür oluşturduğu sonucuna varılmıştır (Lepoint ve ark., 2005). Uganda'da robustaya patojen olan bir ırkın ilk tam genom birleştirmesi 55.122.624 baz ve 14.552 gen içermiştir (Olal ve ark., 2019).

Tarihsel genomik

52 yıla yayılan altı tarihsel koleksiyon suşunun genomları dizilenmiş; robusta popülasyonunun ilk salgından çıktığı, arabica popülasyonunun ise öteki suşların ayrışmış bir kardeş kolu olduğu görülmüştür (Peck ve ark., 2021). Aynı çalışmada varsayılan 15 efektör geni, yatay aktarım izleri ve Fusarium oxysporum genleriyle yakın benzerlik göstermiştir (Peck ve ark., 2021).

Altı on yıla ve birden çok salgına yayılan 13 tarihsel suşun genomları karşılaştırılmış; F. xylarioides'in en az dört ayrı soydan oluştuğu görülmüştür: biri arabica kahvesine, biri robusta kahvesine özgü ve ikisi çeşitli Coffea türlerinden ayrılmış tarihsel soylar (Peck ve ark., 2024). F. oxysporum tür kompleksinin üyelerinden efektör genlerinin yatay aktarımı konak özgüllüğüne katkı yapmış, yatay aktarılmış olduğu düşünülen bir bölge Starship denen büyük bir taşınabilir elemana karşılık gelmiştir (Peck ve ark., 2024). Bu çalışmayı değerlendiren bir yorum, iki mantar türü arasında büyük Starship transpozonlarıyla gerçekleşen yatay gen aktarımının hastalığın tekrar tekrar ortaya çıkışında anahtar rol oynadığını vurgular (Wingfield ve ark., 2024). Mantarlar arasında gen aktarımının genel öyküsü mantarlarda yatay gen transferi yazısında.

Sıcaklık ve yükseklik

Bugün hastalığın, yüksek rakımda yetişen arabica ve alçak rakımda yetişen robusta kahvelerine özelleşmiş iki konağa özgü popülasyonu vardır (Zhang ve ark., 2023). Arabica suşları 15 °C'nin altındaki sıcaklıklarda daha yüksek sporlanma ve spor çimlenme oranları göstermiş; modellere göre hastalığın şiddeti sıcaklık artışıyla ortalamada azalabilir, ama bazı kahve bölgelerinde artabilir (Zhang ve ark., 2023). Kahvenin bir başka mantar hastalığının tarihi için kahve pası, başka bir kıtada yayılan bir pas mantarı için mersin pası yazısına bakılabilir.

Bilimsel referanslar

Geiser, D.M. et al. (2005). Gibberella xylarioides (anamorph: Fusarium xylarioides), a causative agent of coffee wilt disease in Africa, is a previously unrecognized member of the G. fujikuroi species complex. Mycologia, 97(1), 191-201. PMID 16389971. DOI 10.3852/mycologia.97.1.191.

Lepoint, P.C. et al. (2005). Gibberella xylarioides sensu lato from Coffea canephora: a new mating population in the Gibberella fujikuroi species complex. Appl Environ Microbiol, 71(12), 8466-71. PMID 16332836. DOI 10.1128/AEM.71.12.8466-8471.2005.

Olal, S. et al. (2019). De Novo Genome Sequence of a Fusarium xylarioides Race Pathogenic to Robusta Coffee (Coffea canephora) in Uganda. Microbiol Resour Announc, 8(31), e00520-19. PMID 31371537. DOI 10.1128/MRA.00520-19.

Peck, L.D. et al. (2021). Historical genomics reveals the evolutionary mechanisms behind multiple outbreaks of the host-specific coffee wilt pathogen Fusarium xylarioides. BMC Genomics, 22(1), 404. PMID 34082717. DOI 10.1186/s12864-021-07700-4.

Peck, L.D. et al. (2024). Horizontal transfers between fungal Fusarium species contributed to successive outbreaks of coffee wilt disease. PLoS Biol, 22(12), e3002480. PMID 39637834. DOI 10.1371/journal.pbio.3002480.

Pinard, F. et al. (2016). Spatial Distribution of Coffee Wilt Disease Under Roguing and Replanting Conditions: A Case Study from Kaweri Estate in Uganda. Phytopathology, 106(11), 1291-1299. PMID 27294616. DOI 10.1094/PHYTO-04-15-0097-R.

Ploetz, R.C. (2006). Fusarium-induced diseases of tropical, perennial crops. Phytopathology, 96(6), 648-52. PMID 18943183. DOI 10.1094/PHYTO-96-0648.

Rutherford, M.A. (2006). Current knowledge of coffee wilt disease, a major constraint to coffee production in Africa. Phytopathology, 96(6), 663-6. PMID 18943187. DOI 10.1094/PHYTO-96-0663.

Wingfield, B.D. & Wingfield, M.J. (2024). Gene transfer between fungal species triggers repeated coffee wilt disease outbreaks. PLoS Biol, 22(12), e3002901. PMID 39642107. DOI 10.1371/journal.pbio.3002901.

Zhang, X. et al. (2023). Temperature contributes to host specialization of coffee wilt disease (Fusarium xylarioides) on arabica and robusta coffee crops. Sci Rep, 13(1), 9327. PMID 37291178. DOI 10.1038/s41598-023-36474-w.

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