Amerikan kayın ağaçları ölümcil yaprak hastalığına karşı genetik direnç taşıyor olabilir

Holden Arboretum’da bilim insanlarının liderliğini yaptığı yeni bir çalışma, Amerikan kayın (Fagus grandifolia) ağaçlarında görülen ve öldürücü kabul edilen kayın yaprağı hastalığının (BLD) gelişiminin genetik olarak kontrol edildiğine dair kanıt sundu; bu da bazı Amerika yerli kayın ağaçlarının genetik direnç taşıyabileceğine dair ilk delil. ABD Orman Hizmetleri’nin Kuzey Araştırmalar İstasyonu ile birlikte çalışılan araştırma, hastalığa karşı dirençli tohumluk popülasyonların geliştirilmesi için çalışmaların sürdürülmesini destekliyor. Hastalık 2012’de tespit edildiğinden bu yana, kuzeydoğu Ohio’daki hastalığın merkezinde kalan kayın ağaçlarının üçte biri—çoğunluğu küçük ağaçlar—öldü.

Yıllardır bölgedeki ormancılık uzmanları, BLD’nin görüldüğü alanlarda her kayın ağacının aynı şiddette belirtiler göstermediğini gözlemişti. Sağlıklı görünen ağaçları belgeleyip izleyerek bu özel ağaçlardan oluşan bir liste oluşturdular. Bu ağaçlar, artık hastalığın yerleşmiş olduğu ormanlarda da aranmaya devam edecek ve dirençli tohumluk programının temelini oluşturacak.

Rastlantısal bir deney fırsatı

Holden Arboretum’daki mevcut araştırma ekimi, kayın ağaçlarını BLD’ye karşı genetik açıdan test etmek için nadir bir fırsat sundu. 2005 yılında—BLD gelmeden yıllar önce—dikilen bu ağaçlar, ABD Orman Hizmetleri tarafından farklı bir hastalık olan kayın kabuk hastalığına (BBD) karşı direnç amacıyla seçilmiş, çoğaltılmış ve test edilmişti. BLD geldiğinde Burke ve arkadaşları tüm ağaçların aynı şekilde etkilenmediğini fark etti.

“Bazı ağaçların çok sağlıklı olduğunu fark ettik; oysa komşu ormanlarda gördüğümüz gibi birçok ağaç gerçekten hastaydı,” diyor Burke. “Bu ağaçlar, açıkça hasta ve sağlıksız olan ağaçlardan sadece 6 metre uzakta olmasına rağmen hâlâ gayet good görünüyordu.” Burke’ün ifadesindeki “good” kelimesi Türkçeye “sağlıklı” anlamında aktarıldı.

Bu ağaçlar zaten nispeten kontrollü ve homojen bir ortamda—aynı toprak, aynı ışık, aynı genel koşullar—büyüdükleri için hastalık şiddetindeki farkların arka plandaki genetiklerinden kaynaklanabileceğini düşündüler.

Ağaçların genetik dirençi test ediliyor

Genetic direnç testi için ekip, hem hasta hem de sağlıklı ağaçları dal uçlarından kesitleyerek çoğalttı ve bunları başka bir test edilmemiş tohumluk (anakonto) üzerine aşıladıktan sonra serada kontrollü koşullarda yetiştirdi. Ardından ekip, BLD’ye yol açan nematodları Litylenchus crenatae ağaçların tomurcuklarına aktararak testi gerçekleştirdi.

Araştırmacılar nematodları ormandaki enfekte kayın yapraklarını toplayıp laboratuvarda keserek suya koymak ve solucanumsu organizmaları çıkarmak yoluyla topladı. Her bir kayın tomurcğunun aynı “doz” olan 100 canlı nematodu almasını sağlamak için mikroskop altında saydılar. Nematodlar sonbaharda su içinde kayın tomurcuklarına aktarıldı.

Enfekte ağaçlar kışın serada tutuldu ve bahar geldiğinde yapraklanan ağaçlardaki BLD belirtileri ölçüldü. Burke’ün belirttiği gibi, bahar geldiğinde Amerikan kayınları arasındaki belir farklar hafif olsa da, araştırmacıların her ağacdaki etkilenen yaprak alanını ölçmesinin ardından açıkça anlamlı hale geldi.

“Yaprakların hangi yüzdesinin aslında kayın yaprağı hastalığının karakteristik olduğu koyu damar arası bantlaşmayı gösterdiğini kaydettik,” diye açıklıyor Burke.

Farklı kayın genotipleri farklı derecede belirti geliştirdi ve bu da genetikin beliri şiddetinde rol oynadığını gösteriyor. Ağaçların belirli bir BBD direnç taşıdığı bilindiği için, bu sonuç hem hastalığa karşı iyi dirençli ağaçların geliştirilebileceğine dair umut veriyor.

Nematodlar iş başında

Bu deney düzeneği aynı zamanda ekibin, canlı nematodların yalnızca BLD belirtilerine yol açtığını ve onlarla ilişkili olabilecek herhangi bir bakteri veya diğer mikroorganizmaların değil bunu yaptığını teyit etmesine olanak tanıdı. Bu da hastalığın nedenine dair rekabetçi teoreleri ortadan kaldırıyor.

Ekip, Avrupa ve Japon kayınlarını aynı düzeyde nematod maruziyetine nasıl tepki vereceğini test etti. Kayın (Fagus sylvatica) ortalama olarak yaprak alanının %40–50’sinde beliri geliştirerek Amerikan kayınına benzer bir sonuç verdi. Ancak Japonya’dan gelen kayın (Fagus crenata)—BLD nematodunun yerli olduğu bölge—yalnızca yaklaşık %4’lük toplam yaprak alanında beliri gösterdi.

“Çok belirgin bir durumdu,” diyor Burke. “Bu, Japon kayının nematoda dirençli veya buna toleranslı olduğunu ima ediyor; bu da şaşırtıcı değil çünkü yerli alanlarını paylaşıyorlar.”

Sonraki adımlar

Sıradaki aşamada ekip, BLD’nin en az bir decadedır yerleşmiş olduğu ormanlarda beliri göstermeyen veya çok az beliri göster Amerikan kayınları aramasını sürdürecek. Genetik kontrolü teyit etmek ve çeşitliliğini ile gücünü daha iyi anlamak için daha fazla ağaçın ve her ağaçtan çoğaltılmış kopyaların test edilmesi gerekiyor.

İdeal olarak, en iyi ağaçlar kontrollü tozlaşma yoluyla çaprazlanarak direncin kalıtsal olduğu teyit edilebilir ve hem bu hem de diğer hastalıklara karşı genel direnç artırılabilir.

Holden araştırmacıları ayrıca, hastalık şiddetini azaltabilecek potasyum gücü olarak bilinen PolyPhosphite 30 ile tedavi etkinliğini test eden çok yıllık bir deneme yürütüyor; sonuçların önümüzdeki yıl içinde bekleniyor.

“Kayın önemli bir temel orman ağacı türüdür,” diyor Burke, özellikle kayın fındıklarının geniş bir yelpazedeki vahşi yaşam için kritik bir besin kaynağı olduğu kayın-akçaağaç ormancılığında. “Bu ormanlardan kayının kaybı gerçekten yıkıcı etkiler doğurabilir.”

Uzun süredir etkilenmiş alanlarda (örneğin Ohio, Pensilvanya’nın batısı, Yeni York’un batısı) sağlıklı Amerikan kayınları gören halk, bu ağaçları TreeSnap adlı ücretsiz uygulama aracılığıyla araştırmacılara bildirebilir. Katkımlar hem araştırmayı hem de BLD’ye dirençli kayın ağaçlarının yetiştirilmesine yönelik çabaları ilerletecek.

David J. Burke ve arkadaşları, “Quantitative Inoculation With the Nematode Litylenchus crenatae, the Causative Agent of Beech Leaf Disease, Reveals Evidence for Species and Genotype Level Variation in Disease Resistance” başlıklı çalışma, DOI: 10.1111/efp.70103 numaralı makaleyle Forest Pathology dergisinde (2026) yayımlandı.

Bu araştırma Holden Forests & Gardens tarafından sağlanmıştır.