Molekylära markörer ska identifiera skadlig rostsvamp

Törskate orsakas av en rostsvamp som angriper tallar i hela landet. Det finns två former av törskate, en som sprider sig via en alternativ värd och en som sprider sig direkt från tall till tall. Båda formerna kan orsaka stora problem i svenska tallskogar, så det är viktigt att förstå deras spridning, struktur och hur de relaterar till varandra för att kunna välja rätt skötselmetod och minska risken för skador. Men att skilja dessa former åt är svårt då symptom på tall och sporernas utseende (morfologi) och genom är likartade och metoder som baseras på dessa inte kan skilja dem åt. Metoder som bygger på inokulering (infektera trädet) kräver stort utrymme och är mycket tidskrävande, det kan i vissa fall ta upp till 2 år att få fram ett resultat. 

En allvarlig sjukdom

Infektionen startar i barren för att sedan fortsätta växa in mot stammen. Infekterade träd kan få svullnader på gren och stam med sporbärande kräftsår. Det finns vissa skillnader i hur de olika formerna sprider sig. Sporerna hos de olika formerna (värdväxlande form och icke värdväxlande form) som kan infektera tall utvecklas vid olika tidpunkter på året och är olika känsliga mot tuffa miljöer.

I norra Sverige har sjukdomen en stor påverkan på unga tallbestånd, i en undersökning från 2021 och 2022 konstaterades att 87% av bestånden i Norrbotten var infekterade av törskate. I Västerbotten och Jämtland var 60% respektive 43% av bestånden infekterade vid samma undersökning. Sjuka träd får en nedsatt tillväxt och högre flöde av kåda, vilket minskar värdet på träet.

Ny metod för att studera form och mångfald

Ke Zhang och hennes forskningsteam har i sitt projekt tittat på hur formerna relaterar till varandra och hur de skiljer sig åt. De har tagit fram en ny uppsättning med 12 speciella DNA markörer som kallas SSR-markörer (Simple Sequence Repeats). Tänk på dessa markörer som små upprepade mönster i DNA. När cellerna kopierar sitt DNA kan antalet upprepningar ibland förändras. Detta skapar små skillnader i DNA:t mellan individer – som ett genetiskt ”fingeravtryck”.  Dessa skillnader kan hjälpa till att skilja den ena formen från den andra, och de kan också användas för att undersöka genotypen (det genetiska mönstret) och det genetiska avståndet mellan sporprover.

Forskarna kunde se att de olika formerna skiljde sig åt på två sätt - den värdväxlande formen är mer varierad – de flesta prover uppvisade unika genetiska mönster och populationen parar sig slumpmässigt, medan den medan den icke-värdväxlande formen är mindre varierad – många prover har samma genetiska mönster och är troligen självbefruktande.

Snabbare och enklare metod för att särskilja formerna

Information från SSR-markörerna är användbar, men processen är ganska komplicerad och det tar ungefär en vecka att identifiera formerna. Nyligen utvecklades ytterligare en uppsättning av tre markörer, som baseras på de gener som styr den sexuella reproduktionen av denna patogen. Metoden beräknar antalet kopior av varje markör i provets genom i ett digital-PCR-system. Provets form kan identifieras efter endast två timmars körtid. Den nya metoden har använts regelbundet i för att identifiera prover som samlats in under 2024 och har ökat identifieringskapaciteten avsevärt.  

‒ För närvarande finns ingen patentlösning för att kontrollera sjukdomen. Att identifiera formen är viktigt för att vi ska få bättre kunskap om sjukdomen och för att skogsägare ska kunna hantera utbrott på rätt sätt. I framtiden kan det också vara viktigt för föryngringsarbetet. Om vi kan känna igen olika motståndskrafter mot de två formerna hos tall, så kan vi välja rätt planta utifrån lokalt dominerande form och lokala förhållanden, och har då en bättre chans att minska risken för skador, säger Ke Zhang, forskare vid SLU Skogsskadecentrum och fortsätter:

‒ Vi kunde inte se någon tydlig geografisk gräns för fördelningen av de två formerna. Generellt sett är den värdväxlande formen vanligare i norra Norrland, medan den icke värdväxlande formen är vanligare i södra Norrland. Men det är inte ovanligt att båda formerna hittas på samma plats.

Med den nya metoden kan identifieringen av de olika formerna gå från att ta år till att bara ta några timmar. Men den digitala PCR-plattformen kommer kanske inte bli tillgänglig för alla, forskarna arbetar därför vidare med att utveckla andra tekniker för att uppnå tillförlitlig identifiering med enklare apparater.