SLU-nyhet

Ständigt aktivt försvar viktigt för askens skydd mot askskottssjukan

Publicerad: 25 november 2020
Ett brunt område på en går kvist. Foto.

I snart 30 år har askskottssjukan dragit fram som en löpeld genom Europas askbestånd. Miljontals träd har försvunnit, men det finns de som överlever. Vi vet ännu mycket litet om vad det beror på. En ny studie från Sveriges lantbruksuniversitet och Uppsala universitet undersöker askens försvarsmekanismer och visar att en del av försvaret är kontinuerligt påslaget, medan andra delar aktiveras endast under angreppet.

År 1992 upptäcktes döda och sjuka askar i nordvästra Polen; de första kända bevisen på vad som senare blivit känt som askskottssjukan. De sjuka träden fick bruna fläckar på bladen, nekroser på unga skott, skador på barken och med tiden utglesade kronor. Symptomen spreds under de kommande åren över Europa och nådde Sverige 2003. År 2006 kunde det konstateras att sjukdomen orsakades av en svamp, som idag kallas Hymenoscyphus fraxineus.

Invasion från asien

Att detta rörde sig om en invasiv art, en nykomling mot vilken en stor del av de europeiska askarna saknar försvar, stod klart tidigt, men det dröjde till 2012 innan forskare kunde konstatera att svampen kommer från östra Asien, sannolikt införd till Europa med importerat växtmaterial. I sin naturliga miljö är Hymenoscyphus fraxineus en huvudsakligen ofarlig endofyt (lever i växter utan att skada dem), alternativt en mycket mild skadegörare på östasiatiska askar. I europeisk ask blir dock förloppet ett annat. Här kan svampen närmast obehindrat växa via bladstjälkarna ner i skotten och döda barken. Sådana skador uppstår över hela trädkronan samtidigt, och i många fall leder det till att trädet dör.

Viss naturlig resistens

”Många fall” - men inte alla, eftersom det finns en viss naturlig motståndskraft även i den europeiska askpopulationen. Beräkningar har visat att nästan 70 % av all angripen ask dött sedan epidemins början. Av de överlevande tycks knappt 5 % vara mer eller mindre opåverkade, medan övriga 25 % fördelar sig som en gradient mellan ytterligheterna. Men vari består denna resistens? Vilka genetiska förutsättningar särskiljer de överlevande träden? Detta är viktig kunskap för att på sikt kunna bedriva ett riktat förädlingsarbete mot motståndskraftiga askar, och frågan har nyligen belysts i en studie från institutionerna för skoglig mykologi och växtpatologi respektive sydsvensk skogsvetenskap vid SLU, samt för ekologi och genetik vid Uppsala Universitet. Två av studiens huvudförfattare är Malin Elfstrand och Michelle Cleary.

– Syftet med försöket var att jämföra genuttrycket i motståndskraftiga och mottagliga askar, säger Malin. Hypotesen är att genuttrycket ser annorlunda ut om trädet är resistent, och att denna skillnad kan förklara motståndskraften.

Konstant aktiverad motståndskraft

Malin och hennes kollegor inokulerade askar som tidigare studier visat vara motståndskraftiga respektive känsliga med H. fraxineus och lät nekroserna (sjukdomen) utvecklas under 10 månader. De tidigare resultaten kunde verifieras; nekroserna i de känsliga askarna var 4 till 10 gånger längre än i de resistenta. Michelle Cleary samlade in barkprover i interaktionszonen mellan skadad och frisk bark, samt på grenar som inte inokulerats eller skadats. Allt RNA, d.v.s. produkten från alla aktiva gener, analyserades.

– Vi gjorde flera intressanta observationer, säger Michelle. När vi studerade vilka gener som är aktiverade i motståndskraftiga respektive känsliga träd, fann vi nästan 10 gånger fler sådana gener i barken på friska grenar, än i barken intill skadan. Detta kan tolkas som att motståndskraften i resistenta askar delvis inte aktiveras av infektionen, utan beror på gener som är kontinuerligt mer aktiva i resistenta askar. Det kallas konstitutivt försvar.

Ett exempel på sådant konstitutivt försvar är en serinproteasinhibitor-gen, som bildar ett protein som blockerar serinproteaser. Proteaser bryter ner andra protein och är viktiga verktyg för många patogener, och förmågan att stänga av dem därför lika viktig för många växters försvar mot insekter och svampar. Denna gen aktiveras på samma sätt i de fullvuxna askarna och i ett oberoende växthusförsök på tvååriga askplantor, och oavsett om aktiviteten mäts direkt efter infektion eller flera månader senare.

Kända resistensgener och signalvägar 

– På samma sätt beter sig genen som bildar enzymet HMGR1, säger Malin Elfstrand. Den var jätteaktiv i närheten av infektionen oavsett vilket material vi studerade den i. Enzymet styr hastigheten i produktionen av ämnen som asken behöver för att bilda försvarsämnen som terpener och steroider. Förhöjda nivåer av sådana ämnen har tidigare visats vara en del av askens aktiverade försvar mot H. fraxineus, och nu kan vi visa vilka gener som svarar för produktionen av dem i askar.

– Vi hittar också ett antal gener som är enbart aktiva i antingen resistenta eller känsliga askar, men inte konstitutivt verksamma utan enbart under infektion, säger Malin. Det verkar alltså som att resistenta askar har flera nivåer i sitt försvar; både ett konstitutivt och ett mycket mer specifikt. Båda dessa system behöver analyseras mer djupgående för att ge oss kunskaper av direkt praktisk nytta för förädlingsarbetet, men detta är ett viktigt steg på vägen.


Skrivet av Mårten Lind. 


Kontaktinformation

malin.elfstrand@slu.se, 018-671579

Sidansvarig: cajsa.lithell@slu.se