SLU-nyhet

Skadesvampar på vete gynnas av andra arter i svampsamhället

Publicerad: 17 maj 2016

Veteplantan är, likt alla andra växter, koloniserad av hela samhällen av svampar inbegripna i komplicerade interaktioner, där vissa gynnar varandra medan andra är inkompatibla antagonister. Hur dessa samhällen varierar i vetets olika växtdelar och utvecklingsfaser har undersökts i en ny studie från institutionen för skoglig mykologi och växtpatologi från Sverige lantbruksuniversitet.

För det nakna ögat tycks det vajande vetefältet vara själva sinnebilden av en monokultur; en enda organism som likt ett täcke svepts över landskapet. På mikrobiell nivå är emellertid verkligheten en helt annan. Vetet är, precis som alla andra växter, en skådeplats för omfattande interaktioner mellan ett stort antal arter, där svampar utgör lejonparten. Dessa svampars agendor varierar stort. Somliga är biotrofer; sjukdomsalstrare som dolskt försöker utnyttja växtens egen ämnesomsättning för egen del, utan att upptäckas och motarbetas. Andra är nektrotrofer, som går i öppet krig mot värdväxten och försöker fysiskt besegra dess försvarsmekanismer för att sedan livnära sig på den döda vävnaden. Många andra har till synes ingen negativ inverkan på växten, utan lever på eller i dess organ antingen som passiv endofyt, utan att varken skada eller gagna värden, eller som nyttig symbiont; en svamp som ger växten något och får något annat. Sådana kan vara mykorrhizasvampar som i utbyte mot socker hjälper växten att ta upp näring ur jorden, men också mykoparasiter som lever på andra skadliga svampar, eller svampar som rent fysiskt blockerar växtens yta för andra arter och därmed agerar som en sorts sköld. Det har faktiskt visats att kemiska bekämpningsmedel avsedda att verka mot en särskild skadesvamp som en bieffekt kan slå ut sådana symbionter, och därmed skapa en ekologisk nisch för sjukdomar som tidigare inte kunnat etablera sig på växten.

Olika samhällen i olika växtdelar

Av dessa och andra skäl är det viktigt att förstå dessa samhällen och hur de interagerar. Detta gäller förstås särskilt växter som vete, vilka utgör livsnödvändig försörjning åt miljontals människor. En studie med just detta syfte, som genomfördes av forskare vid institutionen för skoglig mykologi och växtpatologi vid Sveriges lantbruksuniversitet, publicerades nyligen i tidsskriften European Journal of Plant Pathology.

Magdalena Grudzinska-Sterno är artikelns huvudförfattare. ”Dessa komplicerade svampsamhällen är på inget sätt statiska utan växlar med årstiderna, växtens utvecklingsfas, lokala väderbetingelser, yttre störningar och mycket annat”, säger hon. ”Dessutom är olika delar av växten associerade med olika svamparter; en svamp som växer i vetets ax återfinns inte nödvändigtvis i dess rötter. Därför var det viktigt för oss att få en helhetsbild av vetets mikrobiella samhällsstruktur, både över tid och sett till alla dess delar; ax, strå, stråbas och rot. Statistiska analyser av detta skulle dessutom hjälpa oss att förstå vilka av dessa arter som särskilt underlättar för, eller motverkar, andra.”

I studien hittades hela 58 olika svamparter i vete i olika utveckligsstadier, från olika platser. Foto: Magdalena Grudzinska-Sterno.

Rötterna artrikast

Magdalena och hennes kollegor samlade in vete från olika platser i olika utvecklingsstadier, och analyserade svampsamhället i vetets olika delar med DNA-metoder. De hittade sammanlagt 58 olika svamparter, vilket troligen täcker den största delen av samhället.

”Vi ser att samhällsstrukturen varierar mer mellan växtens delar än över utvecklingsstadium eller lokal”, säger Magdalena Grudzinska-Sterno. ”Skillnaderna är alltså större mellan en rot och ett ax på en planta i Uppland i juni, än mellan rötterna på en sådan planta och en i Västmanland i augusti. Artrikedomen var också störst på rötterna, där vi hittade 46 av de 58 arterna, och minst i axet, där vi bara fann 29. Det kan bero på att jorden är mer näringsrik, mer skyddad och abiotiskt stabil, vilket sannolikt gynnar fler arter än det mer utsatta axet.”

Symbios mellan olika skadegörare

Forskarna fann också att icke-patogena svamparter successivt försvann från rotdelarna under växtsäsongen, till förmån för vissa skadesvampar som tar över allt eftersom värdväxten utvecklas. Det är dock inte bara utvecklingsstadiet som avgör successionsordningen i värden utan även dess sjukdomshistoria. Exempelvis ökade förekomsten av skadesvampen Oculimacula yallundae under säsongen, men bara i de fall där växten tidigare under året varit infekterad av en annan patogen, Microdochium nivale. I allmänhet konstaterade forskarna att det var betydligt vanligare att förekomsten av en patogen gynnar en annan, än att två patogener aktivt motarbetar varandra. Det beror troligen på att sådan antagonism förutsätter antingen att förhållanden som gynnar en art missgynnar en annan, eller särskilda interaktionsmekanismer mellan arterna. Sådana är ovanliga men inte unika; exempelvis tycks stjälkar infekterade av Fusarium-arter mindre ofta bli infekterade av flera andra patogener. För att en patogen ska gynnas av en annan räcker det emellertid med att den första patogenen lyckats sänka växtens immunförsvar, vilket förstås inträffar vid i princip alla infektioner.

”Ett av de vanligare fynden i veteax var Fusarium poae, en av de arter som kan orsaka den allvarliga sjukdomen axfusarios. Denna kan bilda en mängd skadliga gifter i veteax. Just F. poae har noterats allt oftare i flera Europeiska länder och bör hållas under uppsikt i framtiden”, säger Magdalena.

Svårt att hitta specifika antagonister

Undersökningen kunde inte påvisa något fall av antagonism mellan icke-patogena och sjukdomsalstrande svampar. Sådana interaktioner utgör grunden till så kallad biologisk kontroll av sjukdomar och är ett välkänt fenomen, men det är troligt att fältförsökets högst komplexa samspel mellan många arter samtidigt gör det omöjligt att urskilja sådana effekter. Däremot kunde många fall av positiva interaktioner påvisas, där förekomsten av även sådana svampar som inte påverkar värdväxten negativt gynnar eller åtminstone sammanfaller med förekomsten av skadesvampar. Det är dock oklart om detta faktiskt beror på någon sorts aktiv interaktion mellan arterna, eller om de helt enkelt gynnats av samma yttre förutsättningar, som exempelvis lokala väderförhållanden.

Universitetslektor Annika Djurle är en annan av studiens upphovsmän. ”Sammanfattningsvis har vi konstaterat att vete associeras med ett mycket komplext svampsamhälle, med arter som huvudsakligen koloniserar enskilda delar av växten, även om vissa kan förekomma lite överallt. Sammansättningen ändras successivt under växtens utveckling, men följer inga uppenbara mönster, och det är svårt att se tydliga tecken på antagonism mellan olika svamparter. Däremot är det tydligt att vissa arter gynnar varandra.

Kontakt

annika.djurle@slu.se


Kontaktinformation
Sidansvarig: marten.lind@slu.se