Luonnonvaraiset kasvit bataatin virusten lähteenä Ugandassa

Luonnonvaraisten kasvien viruksista tiedetään varsin vähän, sillä viljelykasvien virustaudit ja niiden aiheuttamat tappiot ovat saaneet päähuomion tutkimuksessa. Kuitenkin luonnonkasvit voivat olla merkittäviä virustartuntalähteitä viljelykasveille. Toisaalta viljelykasvien mukana viruksia voi levitä uusille alueille ja siirtyä siellä luonnonkasvillisuuteen. Maisteri Arthur Tugume tarkasteli näitä kysymyksiä Helsingin yliopistossa 29.1.2010 tarkastetussa kasvivirologian alaan kuuluvassa väitöskirjassaan The significance of wild plants in the evolutionary ecology of three major viruses infecting cultivated sweetpotato in Uganda.

Bataatti (Ipomoea batatas) on viidenneksi tärkein ruokakasvi. Sen viljelyala on kasvanut muita omavaraistaloudessa käytettyjä ruokakasveja nopeammin Saharan eteläpuolisessa Afrikassa, jossa sillä on keskeinen rooli ruokaturvakasvina kuivina kausina ja nälänhädän uhatessa. Ugandassa bataattia viljellään erityisen paljon. Ainoan merkittävän kasvitautiongelman sen viljelylle muodostavat kolme virusta (SPCSV, SPFMV ja SPMMV), jotka yksinään ja etenkin sekatartuntoina aiheuttavat ankaria satotappioita. Bataatti on peräisin latinalaisesta Amerikasta ja kuuluu kiertokasvien heimoon (Convolvulaceae). Samaan heimoon kuuluvia luonnonvaraisia kasvilajeja on Ugandassa kymmenittäin. Tutkiessaan yli 2500 luonnonvaraista kasvia 27 lajista eri puolilta Ugandaa Tugume löysi edellä mainittuja viruksia lähes kaikista lajeista. Suurin osa oli aiemmin tuntemattomia isäntäkasveja kyseisille viruksille.

Virusten nukleiinihappojuosteiden (RNA) vertailussa ei havaittu systemaattisia eroja luonnonvaraisista lajeista ja bataatista eristettyjen viruskantojen välillä. Vaikuttaakin ilmeiseltä, että bataatti sukulaislajeineen muodostaa Ugandassa isäntäkasvien yhteisön, jonka keskuudessa virukset leviävät siirtäjiensä, kirvojen ja jauhiaisten, välityksellä, millä arvioitiin olevan roolinsa virusten evoluutiossa. Tulokset osoittivat, että SPFMV:sta että SPCSV:sta on muodostunut oma rotunsa Itä-Afrikassa, eikä SPMMV:ta muualla tavatakaan. Merkkejä kaikkien kolmen viruksen evoluutiosta saatiin lisäksi tutkimalla virusproteiinien aminohappoihin kohdistuvaa valintapainetta. Kun otetaan huomioon aiemmat kasvi- ja eläinviruksia koskevat tutkimukset, Itä-Afrikkaa voidaan pitää merkittävänä virusten evoluutiokeskuksena.

Väittelijä lehtoriksi Ugandan Makerere-yliopistoon

Vastaväittäjä arvioi, että Tugumen väitöskirja edustaa tähän mennessä perusteellisinta tutkimusta viljelykasvin ja sen luonnonvaraisten sukulaiskasvien viruspopulaatioista, niiden yhteyksistä ja evoluutiosta luonnollisessa kasvuympäristössä. Vastaväittäjänä toimi professori Fernando García-Arenal Madridin Teknisestä yliopistosta Espanjasta. Kustoksena toimi professori Minna Pirhonen ja työn ohjaajana oli toiminut akatemiaprofessori Jari Valkonen. Kyseessä oli vuoden 2010 alussa toimintansa aloittaneen Maataloustieteiden laitoksen ensimmäinen väitöskirja. Se julkaistiin sarjassa Department of Agricultural Sciences – Publications, sen ensimmäisenä numerona.

Seuraavaksi Tugume aikoo hyödyntää tutkijankoulutuksessa saamiaan tietoja ja taitoja lehtorinvirassaan Makerere-yliopistossa. Ugandan hallitus on myöntänyt varat Tugumen ja hänen kollegojensa suunnitteleman biotekniikan koulutusohjelman perustamiseen ja sen vaatiman infrastruktuurin rakentamiseen.

Lisätietoja: Arthur K. Tugume, Department of Botany, Faculty of Science, Makerere University, P.O. Box 7062, Kampala, Uganda. Email: aktugume (at) botany.mak.ac.ug, tugumeka (at) yahoo.com