Seittisienen tartunta aktivoi systeemisen puolustusvasteen perunan iduissa

Kirjoittajat

• Mari J. Lehtonen
• Panu Somervuo
• Jari P.T. Valkonen Kasvipatologian laboratorio, Soveltavan Biologian laitos, Helsingin Yliopisto

DOI: https://doi.org/10.33354/smst.76947

Avainsanat:

peruna, perunaseitti, Rhizoctonia solani, puolustusreaktiot, mikrosiru

Abstrakti

Perunaseitti on yksi tärkeimmistä taudeista, joka vähentää perunan satoa ja sadon laatua. Seittisieni
(Rhizoctonia solani) säilyy siemenperunan pinnalla seittirupena ja maassa rihmastopahkoina, joista
tartunta saa alkunsa. Taudin ensimmäinen vaihe ilmenee perunan idunkärkien kuolemisena, itujen
haaroittumisena ja taimettumisen myöhästymisenä. Taimettuneiden varsien maanalaisiin osiin jää taudin
näkyväksi merkiksi versolaikkuja. Miksi osa iduista pystyy kuitenkin tartunnasta huolimatta taimettumaan,
on epäselvää. Tämän ilmiön tarkempi ymmärtäminen voisi edesauttaa perunaseitin haittavaikutusten
lievittämistä kasvukauden alussa.
Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, aiheuttaako seittisienen tartunta puolustusreaktioita
perunan iduissa. Mukulat idätettiin pimeässä olosuhteiltaan kontrolloidussa kasvatuskaapissa, jossa
lämpötila vastasi taimettumisen kannalta suotuisia peltooloja.
Olosuhteet suosivat myös seittisienen
aiheuttaman versolaikun syntymistä. Koejärjestelyssä perunan idun alaosa tartutettiin seittisienellä. Idun
yläosa eristettiin alaosasta muovikauluksella, jonka tarkoitus oli estää sienirihman kasvaminen erittäin
infektioalttiiseen idun kärkeen. Perunan geenien ilmentymistä idun kärkiosassa tutkittiin
mikrosiruanalyysillä 48 ja 120 tuntia alaosan tartutuksen jälkeen. Analyysissä voitiin havainnoida
samanaikaisesti n. 10,000 geenin ilmentymistä (noin kolmannes perunan kaikista geeneistä).
Tulokset osoittivat, että suuri määrä kasvien taudinkestävyyteen liittyviä geenejä aktivoitui itujen
kärjissä, kun idun tyviosa tartutettiin seittisienellä. Nämä systeemiset puolustusvasteet olivat selvästi
sienen aiheuttamia, sillä iduissa, joita ei tartutettu, samanlaista puolustuksen aktivoitumista ei tapahtunut.
Rinnakkaisissa kokeissa tartutettiin idun kärkeä seittisienellä sen jälkeen, kun tyviosa oli tartutettu. Näissä
iduissa kärjen havaittiin olevan huomattavasti kestävämpi seittitartunnalle kuin iduissa, joiden tyviosaa ei
ollut ensin tartutettu seittisienellä. Kokeiden tulokset osoittivat, että perunan luontaiset puolustusreaktiot
käynnistyvät seittisieni-infektion
aikana, mikä selittänee, miksi osa iduista selviytyy seittitartunnasta ja
pystyy taimettumaan. Näiden reaktioiden hyödynnettävyyttä seitintorjunnassa ei ole aiemmin tutkittu.