Kayın Kabuk Hastalığı: Bir Böcek ve Bir Mantarın Ortak Salgını

Kayın kabuk hastalığı tek bir canlının işi değildir. Bir kabuklu böcek ile bir mantarın birlikte yürüttüğü bir salgındır ve Kuzey Amerika'daki öyküsü Nova Scotia'nın Halifax kentinde başlar. Bu yazı böceğin gelişini ve yayılma hızını, böcekle mantar arasındaki gecikmeyi, iki Neonectria türünün yer değiştirmesini, Avrupa kayınındaki savunmayı ve dayanıklılık geninin bulunmasını kaynaklardan anlatıyor.

Bir böcek ve bir mantar

Kayın kabuk hastalığı, kayın kabuklu böceği Cryptococcus fagisuga ile iki kanser mantarından birinin oluşturduğu bir böcek-mantar karmaşasıdır (Morin ve ark., 2007). Hastalık önce bu böceğin kabuktan beslenmesini gerektirir ve ancak böceğin değiştirdiği kabuk iki Neonectria türünden biri tarafından enfekte edildiğinde tam gelişir (MacKenzie ve ark., 2005).

Kuzey Amerika'da kayın ölümlerine karışan iki Neonectria türü yerli N. galligena ile dışarıdan geldiği düşünülen N. coccinea var. faginata'dır (MacKenzie ve ark., 2005). Ağaç hastalıklarında böcek ve mantar ortaklığının bir başka örneği Hollanda karaağaç hastalığı yazısında anlatılıyor.

Halifax 1890 ve yılda 15 kilometre

Kayın kabuklu böceği yaklaşık 1890'da Nova Scotia'nın Halifax kentine, büyük olasılıkla Neonectria coccinea var. faginata mantarıyla birlikte getirilmiştir ve hastalık o zamandan beri kayının yayılış alanının büyük bir bölümüne yayılmıştır (Morin ve ark., 2007). Böceklerin varlığıyla tanımlanan hastalık cephesinin tarihsel haritaları kullanıldığında Kuzey Amerika'daki yayılma hızı yılda 14,7 ± 0,9 km olarak hesaplanmış; böceklerin uzak noktalara yaptığı rastlantısal sıçramalar hesaba katılmadığı için bu değer temkinli bir tahmin olarak nitelenmiştir (Morin ve ark., 2007).

Aynı çalışmada hastalığın kayının bulunduğu bölgelerin yüzde 30'undan azına girdiği, ama kayının meşcerelerde baskın olduğu bölgelerin çoğuna ulaştığı belirlenmiştir (Morin ve ark., 2007). İstila sonrasında bölgesel kayın ölümleri artsa da istila edilen alanlarda hâlâ kayda değer miktarda canlı kayın bulunmuş ve kayın hacmi çoğu alanda, eşlik eden ağaç türlerinden daha yavaş da olsa artmıştır (Morin ve ark., 2007).

Sıçramalar ve gecikmeler

Michigan'da kabuklu böcek hem Yukarı hem Aşağı Yarımada'da birkaç yere yerleşmiş bulunmuş; anlatılara göre ilk gözlemler 1990 civarında Ludington Eyalet Parkı'nda yapılmıştır (O'Brien ve ark., 2001). Bu enfeksiyon merkezleri bilinen öbür böcek yayılış alanlarından uzakta ve yoğun kullanılan rekreasyon alanlarında bulunduğu için böceğin insan etkinliğiyle taşınmış olabileceği düşünülmüştür (O'Brien ve ark., 2001).

Ohio'da böcekle mantar arasında 19 yıllık bir gecikme yaşanmıştır: hastalığı başlatan kabuklu böcek 1984 Eylül'ünde Holden Arboretumu'nda bulunmuş, dışarıdan gelen N. coccinea var. faginata ise aynı arboretumda ancak 2003 Aralık'ında saptanmıştır (MacKenzie ve ark., 2005). Yazarların aktardığına göre Erlich 1934'te böceğin ortaya çıkışıyla mantarın ilk görülüşü arasında normalde en az bir yıllık bir gecikme olduğunu bildirmişti (MacKenzie ve ark., 2005). Kuzey Amerika ormanlarını değiştiren başka bir dışarıdan gelmiş mantar kestane kanseri yazısında anlatılıyor.

İki tür arasında yer değiştirme

Kuzey Amerika'daki önceki çalışmalar hastalık karmaşasında N. faginata'nın N. ditissima'nın yerini alarak baskın patojen hâline geldiği bir ilerleyiş bildirmiştir (Kasson ve ark., 2009). Kuzey Maine'de 2005-2006'da olgun peritesyum taşıyan 201 kayın kabuğu diski incelendiğinde N. faginata'nın bir kez yerleştikten sonra hastalık karmaşasında baskın olduğu doğrulanmış; ancak duyarlı başka yapraklı ağaç türlerinin bulunduğu meşcerelerde, hastalığın şiddetinden bağımsız olarak daha fazla N. ditissima görülmüştür (Kasson ve ark., 2009).

N. faginata ve N. coccinea için 42,1 ve 42,7 milyon bazlık genom derlemeleri elde edilmiş; iki türün öngörülen protein setlerinin yaklaşık yüzde 32'si patojenlikle ilgili proteinlere benzer çıkmış ve iki türün ayrışmasının yaklaşık 4,1 milyon yıl önce gerçekleşmiş olabileceği hesaplanmıştır (Salgado-Salazar ve ark., 2021).

Salgından sonra orman

Hastalık, Amerikan kayınının önemli pay tuttuğu ormanların bileşimini, yapısını ve işlevini Kuzey Amerika genelinde etkilemiştir (Giencke ve ark., 2014). New York'un Adirondack Dağları'ndaki yaklaşık 2 hektarlık bir yapraklı orman meşceresinde 1985 ile 2009 arasındaki değişim incelendiğinde kayın fidanlarının ağır hastalıklı kayınların ve ölü ağaçların çevresinde çoğaldığı, fidanlardaki hastalık şiddetinin de yoğun kanserli kayınlara yakınlıkta arttığı görülmüştür (Giencke ve ark., 2014). Yazarlar hastalığın kayın sıklıkları oluşturduğunu ve bu sıklıkların ikincil ölüm cephelerinin gelişme olasılığını artırdığını öne sürmüştür (Giencke ve ark., 2014).

Avrupa kayınının savunması ve bir dayanıklılık geni

1994 ve 1995'te Almanya'da Göttingen yakınlarındaki bir ormanda 120 Avrupa kayınında kabuklu böcek yoğunluğu kaydedilmiş ve ağaçların izositrat dehidrogenaz gen bölgesindeki genotipiyle böcek yoğunluğu arasında bir ilişki kurulmuştur (Krabel ve ark., 2000). Kabuktaki karbonhidrat, amino asit ve proantosiyanidin derişimlerindeki değişimler, kayının böceğe karşı savunmasının besin erişimini azaltan ve engelleyici bileşikler oluşturan birçok süreçten oluştuğunu düşündürmüştür (Krabel ve ark., 2000).

Amerikan kayınında 514 ağaçlık bir topluluk ve 115 bireylik bir kardeş ailesiyle yapılan genom çapında ilişkilendirme çalışması, kayın kabuk hastalığına dayanıklılığa büyük katkı yapan tek bir lokus belirlemiş; bu lokustaki aday gen metallotiyonein benzeri bir proteini kodlamaktadır (Ćalić ve ark., 2017). Yazarlar bu bilginin ıslah, koruma ve restorasyon programlarında kullanılabileceğini belirtmiştir (Ćalić ve ark., 2017). Bir ağaç türünü kıta ölçeğinde etkileyen başka bir salgın Dothistroma iğne yanıklığı yazısında anlatılıyor.

Bilimsel referanslar

Ćalić, I. et al. (2017). Genome-wide association study identifies a major gene for beech bark disease resistance in American beech (Fagus grandifolia Ehrh.). BMC Genomics, 18(1), 547. PMID 28728575. DOI 10.1186/s12864-017-3931-z.

Giencke, L.M. et al. (2014). Beech bark disease: spatial patterns of thicket formation and disease spread in an aftermath forest in the northeastern United States. Can J For Res, 44(9), 1042-1050. DOI 10.1139/cjfr-2014-0038.

Kasson, M.T. & Livingston, W.H. (2009). Spatial distribution of Neonectria species associated with beech bark disease in northern Maine. Mycologia, 101(2), 190-195. PMID 19397191. DOI 10.3852/08-165.

Krabel, D. & Petercord, R. (2000). Genetic diversity and bark physiology of the European beech (Fagus sylvatica): a coevolutionary relationship with the beech scale (Cryptococcus fagisuga). Tree Physiol, 20(7), 485-491. PMID 12651444. DOI 10.1093/treephys/20.7.485.

MacKenzie, M. & Iskra, A.J. (2005). The first report of beech bark disease in Ohio comes nineteen years after the first report of the initiating scale. Plant Dis, 89(2), 203. PMID 30795225. DOI 10.1094/PD-89-0203A.

Morin, R.S. et al. (2007). Spread of beech bark disease in the eastern United States and its relationship to regional forest composition. Can J For Res, 37(4), 726-736. DOI 10.1139/x06-281.

O'Brien, J.G. et al. (2001). First report of beech bark disease in Michigan. Plant Dis, 85(8), 921. PMID 30823069. DOI 10.1094/PDIS.2001.85.8.921A.

Salgado-Salazar, C. et al. (2021). Comparative genome analyses suggest a hemibiotrophic lifestyle and virulence differences for the beech bark disease fungal pathogens Neonectria faginata and Neonectria coccinea. G3 (Bethesda), 11(4), jkab071. PMID 33693679. DOI 10.1093/g3journal/jkab071.

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: 8  |  Yöntem: Editöryel Politika  |  Referanslar: Bibliyografya