NKJ 135 - Effekt af klimaendringer på samspillet av Fusariumarter i havre og bygg

Vi har genomsekvensert to Fusarium arter, F. avenaceum og F. langsethia. Begge er ett stort problem for kornproduksjonen, da de produsere flere giftige sekundære metabolitter (mykotoksiner). Kun F. avenaceum er foreløpig i publiserbar form, da F. langseth iae er veldig fragmentert og vanskelig å sette sammen pga repetitive sekvenser og transposons. F. avenaceum er ikke bare ett problem på korn, men lager sykdom på alle tenkelige vertsplanter. Ofte er det slik at ett isolat fra korn, kan skape sykdom på en helt annen vert. Dette er gjennspeilet i genomsekvensen, da den har en helt annen mekanisme enn andre Fusarium arter for å takle stress, og da spesielt oksidativ stress. Det kan være generelle mekanismer for å overkomme plantenes produksjon av reaktive ok sygen species (ROS). Ett annet fenomen er at F. avenaceum er utrolig rik på gener knyttet til sekundære metabolitter. Det er allerede flere spin-off prosjekter ut fra dette genomet hvor vi knytter gener til metabolitter. Der er også andre grupper involver t, blant annet fra veterinærinstituttet og USDA. Denne kunnskapen gjør det mulig å lete etter andre metabolitter i kornet vi spiser, som kan være giftige for mennesker og dyr. Begge de to sekvenserte soppgenomene, og en tredje som var publisert fra før (F. graminearum) har blitt brukt i veksthusforsøk med bygg og havre. Der har vi gjort Illumina transkriptom analyser for å se på samspillet mellom disse, om de forskjellige artene påvirker hverandre, spesielt med henblikk på produksjon av kjente og ukjen te sekundære metabolitter. Disse prøvene blir det også kjørt kjemiske analyser på. Vi vil ut fra denne kunnskapen kunne forutsi noe om de tre Fusarium artene påvirker hverandre til å produsere mere, mindre eller annerledes toksiner. Det er to klimaregimer i veksthuset, dagens klima og framtidens antatte klima, for å se om mykotoksin-problematikken kan være økende i korn i framtiden. Det er også utført en del feltstudier i Finland, der man ser på trender i mengde Fusarium og mykotoskiner

The background for the proposed project is the growing challenges in the Nordic region regarding Fusarium head blight and mycotoxin contamination of cereals. Additional challenge can be expected due to probable changes in the climatic conditions, that can have effect on disease development and mycotoxin production. Little is known about the interaction of these fungi with oats and barley, and about the mechanisms governing their inter-pathogenic relationships. Preliminary research suggests that such patho gen-pathogen interactions may lead to unexpected compositions of mycotoxins and other secondary metabolites. At the moment there is no coordinate action governing the Fusarium research in the Scandinavian countries. The proposed research will unite the Sc andinavian interest, expertise, and research capacity within the field of Fusarium and mycotoxins in cereals. In doing so we will further our understanding of the role and production of mycotoxins, enabling us to seek sustainable solutions for the Fusariu m head blight problem in the Nordic region. The project will utilize cutting edge technology within the field of DNA sequencing and transcriptome analysis (454 next-generation-sequencing, microarray), joined with chemical analysis of mycotoxins and other metabolites, and traditional plant pathology in field and greenhouse. Advanced bioinformatic tools will assist in and combine the various analyses. “Bioinformatics” is among the strategic stakes of Bioforsk, and is already anchored in the position of the project leader, Erik Lysøe.