Oomisetler Mantar mı: Mildiyönün Gerçek Kimliği

İpliksi büyüyor, spor üretiyor, bitkiyi hasta ediyor ve adı yıllarca mantarlarla birlikte anıldı. Yine de patates ve asmada mildiyö yapan organizmalar mantar değil. Patates mildiyösü etkeni Phytophthora infestans'ın genom çalışmasında oomisetler, kahverengi algler ve diyatomelerle akraba olan, mantara benzeyen ayrı bir ökaryot soyu olarak tanımlanır (Haas ve ark., 2009). Bu yazı oomisetleri mantarlardan ayıran özellikleri hücre duvarı, sterol ihtiyacı, gen alışverişi ve iki tarihi salgın üzerinden anlatıyor.

Soyağacında nerede duruyorlar?

Benzerlik yüzeyde. Bir derlemeye göre oomisetler biçim ve yaşam döngüsü bakımından mantarlara benzeyen ipliksi organizmalardır ve bu benzerlik büyük ölçüde yakınsak evrimin sonucudur (Gouveia ve ark., 2024). Yani iki ayrı soy, bitki dokusunda ipliksi büyüyerek yaşamanın benzer çözümlerine birbirinden bağımsız olarak ulaşmıştır (Gouveia ve ark., 2024).

Bu ayrım yeni değil ama gündelik dilde hâlâ karışıyor. Mantarların hayvanlara mı bitkilere mi yakın olduğu sorusu mantarlar bitki mi hayvan mı yazısında, küf ile mantar arasındaki dil karmaşası ise küf nedir yazısında ele alınıyor.

Selüloz duvar, çok az kitin

Gerçek mantarların hücre duvarında kitin taşıyıcı iskelet görevi görür; oomisetler ise selülozlu duvara sahiptir ve çoğunun duvarında kitin bulunmaz (Badreddine ve ark., 2008). Baklagil paraziti Aphanomyces euteiches'in duvarında yapılan biyokimyasal analizde yaklaşık yüzde 10 oranında N-asetilglukozamin bulunmuş, ancak bu malzemenin kristal kitin değil, glukanlarla ilişkili kristal olmayan kitooligosakkaritler olduğu gösterilmiştir (Badreddine ve ark., 2008).

Saprolegnia türlerinde yapılan laboratuvar çalışmasında duvarda çok az bulunmasına karşın kitin, hifa ucundaki büyüme için gerekli çıkmış; kitin sentaz enzimleri esas olarak hifa uçlarında etkin bulunmuş ve baskılandıklarında uçlar patlamıştır (Guerriero ve ark., 2010). Yazarlar kitinin hücre ucunda selülozdan önce geçici olarak sentezlendiğini, selülozun ise oomiset duvarının ana bileşeni olduğunu belirtmiştir (Guerriero ve ark., 2010). Mantar duvarının karşılaştırma için katman katman anlatımı mantar hücre duvarı yapısı yazısında, kitinin kendisi kitin nedir yazısında.

Sterolü dışarıdan almak

İkinci büyük fark zarın yapı taşında. Oomiset patojenlerinin çoğu sterol üretemez ve sterolü konak bitkiden almak zorundadır (Pei ve ark., 2024). Aynı çalışmada Phytophthora sojae'nin SSRK1 adlı reseptör kinazı, sterolleri toplayan hücre dışı elisitin proteinleriyle birlikte üçlü bir kompleks kurarak konak sterolünü algılamış ve sterol alımını yöneten sinyali başlatmıştır (Pei ve ark., 2024). Gerçek mantarların zarındaki sterolün adı ve yapısı ise ergosterol nedir yazısının konusu.

Mantarlardan ödünç alınmış genler

Benzerliğin bir kısmı yakınsak evrimle açıklanıyorsa, bir kısmı da doğrudan gen alışverişinden geliyor olabilir. Genom ölçeğinde gen gen yapılan filogenetik analizde mantarlarla oomisetler arasında geniş bir krallıklar arası yatay gen transferi örüntüsü bulunmuş ve bu aktarımların büyük ölçüde bitki dokusuna yerleşen oomiset kolunda toplandığı görülmüştür (Richards ve ark., 2011). Aynı çalışmada ani meşe ölümü etkeni Phytophthora ramorum'un salgılanan proteinlerinin yüzde 7,6'sının mantarlardan yatay gen transferiyle geldiği ve aktarılan genler arasında bitki hücre duvarını parçalayan ürünlerin de bulunduğu bildirilmiştir (Richards ve ark., 2011). Yatay gen transferinin mantarlardaki genel tablosu mantarlarda yatay gen transferi yazısının konusu.

Patates mildiyösü ve bir kıtlığın genomu

Phytophthora infestans'ın genomu yaklaşık 240 megabaz olarak dizilenmiş ve genomun yaklaşık yüzde 74'ünün tekrarlı DNA'dan oluştuğu görülmüştür (Haas ve ark., 2009). Aynı çalışmada salgılanan efektör protein aileleri, genomun hızlı değişen ve genişlemiş bölgelerinde toplanmış olarak bulunmuş; yazarlar bu yapının etkenin konağa hızlı uyumunda pay sahibi olabileceğini öne sürmüştür (Haas ve ark., 2009).

Etkenin tarihi de genomla okunabiliyor. 11 herbaryum örneği ile 15 güncel suşun genomlarının karşılaştırıldığı çalışmada 1840'lardaki İrlanda kıtlığını başlatan salgının HERB-1 adlı özgün bir genotipten kaynaklandığı ve bu genotipin 50 yılı aşkın süre varlığını koruduğu sonucuna varılmıştır (Yoshida ve ark., 2013). Aynı çalışmaya göre HERB-1 incelenen güncel suşların hiçbirine eş değildir, ancak 20. yüzyılda Meksika dışında onun yerini alan US-1 soyuyla yakın akrabadır (Yoshida ve ark., 2013).

Asma mildiyösü

Asmadaki mildiyö de bir oomiset işidir. Plasmopara viticola, konağın canlı dokusuna bağımlı yaşayan zorunlu biyotrof bir oomisettir (Gouveia ve ark., 2024). Bir derlemeye göre hastalık 19. yüzyılın ortalarında tanınmış, Amerika'dan Avrupa'ya ve oradan bağcılık yapılan bütün ülkelere yayılmıştır (Koledenkova ve ark., 2022).

Adlar okurun kafasını karıştırabilir: mildiyö ile külleme bahçede sık sık birlikte anılır ama iki ayrı dünyaya aittir. Külleme etkenleri askomisetler içinde tek kökenli bir soy oluşturan gerçek mantarlardır (Vaghefi ve ark., 2022). Bu soyun biyolojisi külleme nedir yazısında.

Bu bulguları okurken

Buradaki sonuçlar belirli türler ve deney düzenleri için geçerli; bir bitki koruma ya da ilaçlama önerisi değil. Oomisetleri mantar saymamak, bu yazıdaki biyolojiyi değersizleştirmiyor; tersine iki ayrı soyun bitki içinde yaşamayı nasıl benzer biçimde çözdüğünü görmek için iyi bir örnek sunuyor.

Bilimsel referanslar

Badreddine, I. et al. (2008). Cell wall chitosaccharides are essential components and exposed patterns of the phytopathogenic oomycete Aphanomyces euteiches. Eukaryot Cell, 7(11), 1980-93. PMID 18806214. DOI 10.1128/EC.00091-08.

Gouveia, C. et al. (2024). The pathogenicity of Plasmopara viticola: a review of evolutionary dynamics, infection strategies and effector molecules. BMC Plant Biol, 24(1), 327. PMID 38658826. DOI 10.1186/s12870-024-05037-0.

Guerriero, G. et al. (2010). Chitin synthases from Saprolegnia are involved in tip growth and represent a potential target for anti-oomycete drugs. PLoS Pathog, 6(8), e1001070. PMID 20865175. DOI 10.1371/journal.ppat.1001070.

Haas, B.J. et al. (2009). Genome sequence and analysis of the Irish potato famine pathogen Phytophthora infestans. Nature, 461(7262), 393-8. PMID 19741609. DOI 10.1038/nature08358.

Koledenkova, K. et al. (2022). Plasmopara viticola the Causal Agent of Downy Mildew of Grapevine: From Its Taxonomy to Disease Management. Front Microbiol, 13, 889472. PMID 35633680. DOI 10.3389/fmicb.2022.889472.

Pei, Y. et al. (2024). A receptor kinase senses sterol by coupling with elicitins in auxotrophic Phytophthora. Proc Natl Acad Sci U S A, 121(45), e2408186121. PMID 39475635. DOI 10.1073/pnas.2408186121.

Richards, T.A. et al. (2011). Horizontal gene transfer facilitated the evolution of plant parasitic mechanisms in the oomycetes. Proc Natl Acad Sci U S A, 108(37), 15258-63. PMID 21878562. DOI 10.1073/pnas.1105100108.

Vaghefi, N. et al. (2022). Beyond Nuclear Ribosomal DNA Sequences: Evolution, Taxonomy, and Closest Known Saprobic Relatives of Powdery Mildew Fungi (Erysiphaceae) Inferred From Their First Comprehensive Genome-Scale Phylogenetic Analyses. Front Microbiol, 13, 903024. PMID 35756050. DOI 10.3389/fmicb.2022.903024.

Yoshida, K. et al. (2013). The rise and fall of the Phytophthora infestans lineage that triggered the Irish potato famine. Elife, 2, e00731. PMID 23741619. DOI 10.7554/eLife.00731.

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: 9  |  Yöntem: Editöryel Politika  |  Referanslar: Bibliyografya