Achosodd y pathogen enwog Phytophthora infestans newyn yn Iwerddon a rhannau eraill o Orllewin Ewrop yn y 19eg ganrif ac mae'n parhau i fod yn fygythiad mawr i'n cynhyrchiad bwyd ledled y byd.
Am gyfnod hir roedd yn ddirgelwch sut mae'r organeb ficrosgopig hon a Phytophthora eraill yn gwneud eu ffordd trwy'r haen amddiffynnol allanol ar ddail cnydau amaethyddol. Mae patholegwyr planhigion, biolegwyr celloedd a ffisegwyr o Brifysgol ac Ymchwil Wageningen bellach wedi canfod yr ateb i'r cwestiwn hwn mewn cydweithrediad unigryw. Mae eu darganfyddiad yn cynnig mannau cychwyn ar gyfer gwneud rheolaeth Phytophthora yn fwy effeithiol, yn fwy effeithlon ac yn fwy cynaliadwy yn y tymor hir. Cyhoeddir yr ymchwil yn Nature Microbiology.
Mae planhigion yn cael eu bygwth yn barhaus gan bob math o bathogenau. Nifer o'r ymosodwyr hyn, gyda'r enw anodd Ffytophthora (yn llythrennol: dinistriwr planhigion), bob blwyddyn yn achosi difrod enfawr i bob math o gnydau fel tatws, tomatos, aubergines, coco, pupurau, soi, a chledrau, ond hefyd mewn coedwigoedd a gwarchodfeydd natur. Ffytophthora felly nid yn unig yn fygythiad mawr i'n diogelwch bwyd, ond mae hefyd yn eitem cost economaidd enfawr sy'n achosi oddeutu 6-7 biliwn ewro mewn difrod blynyddol wrth dyfu tatws yn unig.
Ymladd Ffytophthora yn anodd, ac yn parhau i fod yn anodd, yn rhannol oherwydd bod y pathogen a'i darged yn cymryd rhan mewn ras arfau barhaus. Er mwyn dod yn llai dibynnol ar amddiffyn cnydau cemegol, mae llawer yn cael ei fuddsoddi mewn datblygu cnydau gwrthsefyll trwy fridio planhigion ac mae mwy o sylw'n cael ei roi i fathau newydd o dyfu cymysg.
Defnyddio mecaneg mewnwelediadau
Nawr mae posibilrwydd arall yn cyflwyno'i hun; atal Ffytophthora o gael mynediad at blanhigyn o gwbl. Mae gan blanhigion haen amddiffynnol sy'n targedu lladron fel Ffytophthora i ward i ffwrdd. Ac eto mae'r pathogen microsgopig hwn (llai nag un rhan o ddeg o drwch gwallt dynol) yn llwyddo i dorri trwy'r haen hon a chychwyn y broses afiechyd mewn planhigion. Er gwaethaf degawdau o ymchwil, ni wyddys eto sut y maent yn torri trwy'r haen honno yn fecanyddol.
I ddatrys y broblem hon, ymunodd patholegwyr planhigion a biolegwyr celloedd o WUR â ffisegwyr o WUR. Maen nhw'n arbenigo mewn mecaneg, cangen o ffiseg sy'n delio â chydbwysedd a symudiad gwrthrychau o dan ddylanwad y grymoedd sy'n gweithredu arnyn nhw. Gan adeiladu ar eu gwybodaeth ar y cyd a datblygu offer ymchwil newydd ar y cyd, gellid datrys y rhidyll o'r diwedd.
Cyllell Sharp
“Rydyn ni wedi darganfod hynny Gall ffytophthora defnyddio triciau clyfar i hogi ei strwythur haint tiwbaidd ac yna torri trwy wyneb y planhigyn fel cyllell finiog. Gyda'r strategaeth hon, Ffytophthora yn gallu heintio ei westeiwr heb rym 'n Ysgrublaidd a chyda'r defnydd lleiaf o ynni. Dyma’r tro cyntaf i’r mecanwaith hwn gael ei ddwyn i’r amlwg a darganfyddiad gwirioneddol sylfaenol, ”meddai Joris Sprakel , athro Cemeg Ffisegol a Mater Meddal.
Amddiffyniad mwy effeithiol a gwydn
Athro Ffytopatholeg Llywodraethwyr Francine yn gweld digon o fannau cychwyn ar gyfer rheoli Ffytophthora yn fwy effeithiol, effeithlon a chynaliadwy yn y tymor hir, heb y y rhai sydd dan amheuaeth arferol o cemeg a bridio planhigion yn cymryd rhan. “Mae deddfau mecaneg yn dweud hynny wrthym Ffytophthora ni all dreiddio i'r planhigyn heb yn gyntaf ei gysylltu ei hun yn gryf ag wyneb y ddeilen. ” I brofi'r syniad hwn, fel y prawf dichonoldeb cyntaf, chwistrellodd yr ymchwilwyr ddail planhigion tatws gyda sylwedd nad yw'n wenwynig ac yn rhad sy'n tynnu pŵer gludiog y dail. Caniataodd hyn i gyfradd yr haint gael ei gostwng tua 65%. Mewn prawf optimized ar arwynebau artiffisial, roedd yr effaith hyd yn oed yn agos at 100%.
Profion cyflym
Yn ychwanegol at y datblygiad sylfaenol a'r offer newydd ar gyfer edrych ar reolaeth y mathau hyn o glefydau planhigion o safbwynt newydd, mae'r ymchwil hefyd wedi esgor ar fethodolegau newydd, math o brofion cyflym, y gellir ymchwilio i effaith plaladdwyr mewn a ffordd gyflym, gywir a rhad. Gallai hyn hefyd wneud cyfraniad pwysig yn y frwydr barhaus yn erbyn afiechydon planhigion.
Llywodraethwyr: “Diolch i gyfranogiad Joris Sprakel a'i dîm, gan gynnwys myfyriwr PhD Jochem Bronkhorst , rydym bellach yn gwybod bod yna nifer o egwyddorion corfforol sylfaenol a allai o bosibl roi tro newydd i'r ras arfau rhwng pathogenau a phlanhigion. Ar y cyfan, mae'r ymchwil hon yn enghraifft dda iawn o sut y gall cydweithredu y tu hwnt i ffiniau disgyblu arwain at ddatblygiadau newydd. "