Forscher der North Carolina State University weisen eindeutig auf die südamerikanischen Anden als Ursprungsort des Erregers der Kraut- und Knollenfäule, Phtytophthora infestans, hin, so die Universität.
In einer umfassenden Studie des genetischen Materials von P. infestans und anderen Vertretern der Phytophthora-Arten haben die Forscher der NC State University weitere Beweise dafür erbracht, dass sich P. infestans von Südamerika nach Nordamerika ausbreitete, bevor er in den 1840er Jahren in Irland verheerende Schäden anrichtete. Der Erreger verursacht auch heute noch die Kraut- und Knollenfäule an Kartoffel- und Tomatenpflanzen auf der ganzen Welt.
Ein Großteil der Studie vergleicht ganze Genome von P. infestans mit denen von eng verwandten Krankheitserregern - Phytophthora andina und Phytophthora betacei -, die nur in Südamerika vorkommen. Die Ergebnisse zeigen, dass sich diese drei Arten sehr ähnlich sind.
„Dies ist eine der größten Ganzgenomstudien nicht nur von P. infestans, sondern auch der Schwesterlinien“, sagte Jean Ristaino, William Neal Reynolds Distinguished Professor of Plant Pathology an der North Carolina State University und korrespondierender Autor eines Artikels in PLOS One, der die Studie beschreibt. „Durch die Sequenzierung dieser Genome und die Berücksichtigung von evolutionären Beziehungen und Migrationsmustern zeigen wir, dass die gesamte Andenregion ein Hotspot der Speziation ist, also ein Ort, an dem sich eine Art in zwei oder mehr verschiedene Arten aufspaltet.“
In den vergangenen Jahrzehnten waren die Wissenschaftler in ihren Theorien über den Ursprungsort von P. infestans geteilter Meinung, wobei einige eher einen Ursprung in Mexiko als in Südamerika vermuteten. Die Arbeit zeigt jedoch deutliche Unterschiede zwischen P. infestans und den beiden mexikanischen Erregerarten P. mirabilis und P. ipomoea.
„Die Suche nach Resistenzen gegen diese Krankheit konzentrierte sich bisher auf eine wilde Kartoffelart in Mexiko - Solanum demissum - die zur Züchtung resistenter Kartoffellinien verwendet wurde, die in den vergangenen 100 Jahren eingesetzt wurden“, so Ristaino.
„Das zeigt, wie wichtig es ist, den Ursprungsort zu betrachten, an dem sich Wirt und Erreger über Tausende von Jahren gemeinsam entwickelt haben“, sagte sie. „Der Klimawandel bringt mehr Trockenheit in die höheren Lagen der Anden, so dass wir einige dieser Kartoffeln verlieren könnten, bevor wir erfahren, ob sie gegen die Kraut- und Knollenfäule resistent sein könnten. Ristaino fügte hinzu, dass weitere Forschungsarbeiten erforderlich sind, um wilde Kartoffelarten aus den Anden zu untersuchen und mehr über die Wirtsresistenz gegen P. infestans zu erfahren.
„Unsere Daten zeigen, dass der Erreger häufiger nach Südamerika und aus Südamerika heraus gewandert ist, während die Wanderungen nach Mexiko und aus Mexiko heraus im Vergleich dazu gering sind“, so Allison Coomber, eine ehemalige NC State-Diplomandin und Hauptautorin der Studie. „Wir haben festgestellt, dass es einen Genfluss von den Anden nach Mexiko gab, und auch in umgekehrter Richtung, weil es ein großes mexikanisches Kartoffelzuchtprogramm gibt und die Kartoffeln in jüngerer Zeit in die Andenregion gelangt sind. Aber in historischer Zeit war es genau andersherum.”
„Historische P. infestans - die zwischen 1845 und 1889 gesammelten Proben - waren die ersten, die sich von allen anderen P. infestans-Populationen unterschieden, wobei die modernen südamerikanischen und mexikanischen Populationen eine gemeinsame Abstammung von historischen P. infestans aufweisen“, so Ristaino. „Der moderne globale Handel scheint zur Vermischung der Erregerpopulationen in Südamerika und Mexiko beizutragen.“
