April 2016
ANEEN SCHOEMAN, LNR-Instituut vir Graangewasse, Potchefstroom
By die LNR-Instituut vir Graangewasse (LNR-IGG) se Departement Plantbeskerming is die algemene gesondheid van grane baie belangrik. Die strewe is om plantsiektes wat voorkom by wortels, krone, stamme, grane en blare doeltreffend te kan behandel en te kan voorkom. Só kan ons ‘n bydrae lewer tot voedselveiligheid vir mens en dier.
In die departement is daar verskeie navorsers – elk met kennis oor ‘n spesialisarea. Daarom kan groepe multidissiplinêre projekte aan pak om spesifieke siektes te verstaan en sodoende beheermaat reëls in plek te stel. Een van die spesialisvelde wat die nuutste tegnologie vir navorsing inspan, is molekulêre biologie.
Molekulêre biologie is verbind daartoe om metodes te ontwikkel vir identifikasie, isolasie en manipulasie van molekulêre komponente soos DNA, RNA en proteïene. ‘n Paar tegnieke vir navor singsdoeleindes is soos volg:
- Polimerase kettingreaksie – hierdie is een van die be langrikste tegnieke en word gebruik om miljoene kopieë van een kopie van ‘n DNA-volgorde op ‘n geen te maak. Dan is daar ook die kwantitatiewe polimerase kettingreaksietoets wat gebruik word om die hoeveelheid DNA in ‘n monster te kwantifiseer.
- Jel-elektroforese – in hierdie tegniek word die DNA wat in die polimerase kettingreaksietoets vermeerder is, gevisualiseer (Figuur 1). In die geval van kwantitatiewe polimerase kettingreaksie is jel-elektroforese nie nodig nie, aangesien fluoressensie gebruik word om dadelik ‘n antwoord aan die navorser te verskaf (Grafiek 1).
- DNA-opeenvolging – hierdie tegniek word gebruik om te bepaal wat die volgorde van die DNA op ‘n spesifieke geen is (Figuur 2).
Die vraag kan wees: Hoe kan die tegnieke ingespan word om praktiese antwoorde aan navorsers en produsente te verskaf? Voorbeelde van navorsing wat deur die Mielietrust befonds is of tans befonds word, word hieronder gebruik.
Projek 1
Fusarium-isolate is van regoor Suid-Afrika versamel waar mielies verbou word. Die Fusarium-isolate is geïdentifiseer deur gebruik te maak van polimerase kettingreaksie en DNA-opeenvolging. Hierdeur is bevind dat Fusarium verticillioides nog steeds ‘n dominante swampatogeen is wat op mielies voorkom.
Tweedens is die swampatogeen Fusarium temperatum ook vir die eerste keer geïdentifiseer en is bevind dat hierdie swam en nie Fusarium subglutinans nie, tweede meeste op mieliekoppe voorkom. Hierdie resultate het aangedui watter probleemswamme hoofsaaklik op mieliekoppe sal voorkom asook die moontlike mikotoksiene. Navorsing kon dus nou meer gefokus word op hierdie swamspesies.
In hierdie projek kon ons ook meer uitvind oor die genetiese diversiteit van die F. verticillioides-swamme wat in Suid-Afrika voorkom. Weer eens is polimerase kettingreaksie, asook DNAopeenvolging gebruik
Die invloed van gewasverbouing in Suid-Afrika op die populasie is uitgelig. Dit was asof die F. verticillioides-populasie in twee deel. Die moontlike rede is vanweë die twee aanplantings van mielies per jaar in die warmer kusstreke van KwaZulu-Natal.
Dit veroorsaak dat die swampopulasie gereeld kan reproduseer – wat veroorsaak dat die F. verticillioides-swamme wat aan die oostekant van Suid-Afrika voorkom meer geneties divers is en dat die swam (asook nuwe virulente isolate) van die kus na die binneland sal versprei (Figuur 3).
Projek 2
Die tegniek van kwantitatiewe polimerase kettingreaksie is gebruik en protokolle is in ons laboratoriums ontwikkel om swampatogene wat op die wortels van mielies voorkom te identifiseer en te kwantifiseer. Die DNA van die geïnfekteerde wortels, krone en stamme word gebruik (Foto 1a en Foto 1b) om vir twaalf verskillende swamspesies te toets.
Gewoonlik moes navorsers baie tyd spandeer met ander tegnieke wat baie probleme veroorsaak het met die korrekte identifikasie van swamme en ook statistiese analises belemmer het. Hierdie kwan titatiewe polimerase kettingreaksietegniek- protokolle sal hopelik bydra daartoe dat navorsing op wortelvrot vinniger sal geskied en dat ons die siekte beter verstaan om sodoende met verbeterde beheerstrategieë na vore te kom.
Molekulêre biologie is maar net ‘n instrument wat navorsers help om navorsing vinniger en meer doelgerig te maak.
Indien jy enige navrae het oor uitslae van projekte of meer wil weet van die navorsing wat by die LNR-IGG geskied, kan die plant patoloë geskakel word by 018 299 6100 of jy kan ‘n e-pos na die outeur stuur by BelgroveA@arc.agric.za.
Publication: April 2016
Section: On farm level
