Leviämiskoe

Leviämiskoe on, tai oli, väitöskirjani pääprojektin merkittävin osa. Kuten olet huomannut, tutkimus on jo rönsyillyt aika runsaasti, mutta silti myös alkuperäiset suunnitelmat pitää yrittää toteuttaa, ainakin jossain määrin. Leviämiskoe toteutettiin viime kesänä kahdessa paikassa, Sveitsin Eschikonissa ja Ranskan Grignonissa.

Leviämiskokeen tarkoituksena on selvittää Zymoseptorian aseksuaalisten pyknidiaitiöiden (kuromaitiöiden) leviämisydin (dispersal kernel), eli funktio, joka kuvaa tartuntatodennäköisyyden riippuvuutta tartuntalähteestä. Jos tutkittava kasvi on 15cm päässä sairastuneesta yksilöstä, niin millä todennäköisyydellä se saa itse tartunnan tuosta lähteestä? Entä miten tämä todennäköisyys muuttuu välillä 15cm – 30cm?

Näihin kysymyksiin vastataksemme loimme seuraavan koejärjestelyn: istutimme kaksikymmentä suorakaiteen muotoista koealaa, kooltaan n. 1,2m x 3m, syysvehnää syksyllä 2016. Keväällä 2017 ruiskutimme koealojen keskiosiin rajatulle alueelle tutkimaamme tautia (Kuva 1). Muutama viikko myöhemmin kävimme toteamassa tartunnan onnistumisen tällä tartutusalueella (t0, Kuva 2) ja siitä parin viikon päästä mittasimme taudin määrän tietyillä etäisyyksillä tartutusalueesta (Kuva 1).

Tartutusalue tummalla oranssilla kuvan keskellä, leveydeltään 40cm. Mittauspisteet molemmin puolin tartutusaluetta kuvassa näkyvillä etäisyyksillä koealan keskeltä mitattuna.

Ensimmäinen tartutusyrityksemme tapahtui liian aikaisin keväällä ja tautiparka kuoli pakkasessa. Tästä menestyksestä toivuttuamme ja surun käsiteltyämme päätimme yrittää uudestaan. Olimme epäileväisiä ehtisimmekö saada mitään näkyyviä tuloksia kokeesta, jos tartutus menee liian myöhäiselle eikä tauti ehdi levitä kasvukauden aikana. Onneksi säät suosivat ja tartutus sekä leviäminen onnistuivat toisella yrittämällä.

Sääolot kokeen aikana. Ylemmässä paneelissa päivän keskilämpötila ja alemmassa päivittäinen sademäärä. Toinen tartutus tapahtui 17. toukokuuta, vahvistimme tartunnan onnistuneen 16. kesäkuuta ja keräsimme näytteet mittausviivoilta 4. heinäkuuta.

Myös kokeen lopussa meinasi käydä katastrofi. Kävimme pellolla perjantaina heinäkuun ensimmäisenä tunnustelemassa joko olisi aika kerätä lehtiä. Koska kaikki näytti suhteellisen hyvältä, mutta halusimme antaa taudille vielä muutaman päivän lisää aikaa kehittyä, päätimme suorittaa mittaukset viikonlopun jälkeen heinäkuun neljäntenä. Kesäkuun lopun lämpöaalto oli kuitenkin saanut tuleentumiseen kovaan vauhtiin ja juuri tuona viikonloppuna koko kasvusto muuttui keltaiseksi. Maanantaiaamu oli masentava. Näytti siltä ettemme saisi kerättyä mitään dataa, koska taudin oireet eivät enää erottuneet lehdistä.

Vanha tuttu automaattinen kuva-analyysi kuitenkin pelasti meidät. Keräsimme lehtiä “sokkona”, skannasimme ne suurella tarkkuudella ja pystyimme määrittämään itiöpesäkkeiden määrän ja yleisyyden keräämissämme lehdissä. Vaikka menetimmekin tiedon siitä kuinka paljon vahinkoa infektio oli aiheuttanut, saimme tärkeimmän eli lisääntymiskyvyn tiedot pelastettua. Nyt tiedämme kuinka pitkälle ja millä todennäköisyydellä tautimme leviää. Ylläribonuksena sää oli hyvin kuivaa kesäkuun puolivälin paikkeilla, joten voimme suurella todennäköisyydellä sanoa, että havaitsemamme leviäminen on tapahtunut vain yhden lyhyen sadejakson aikana 16.-17. kesäkuuta. Tuona yönä satoi kahdessa kuurossa yhteensä kymmenen millimetriä ja sattumoisin olimme juuri 16.:na mitanneet tartunnan tason tartutusalueilla. Tämä kaikki lisää tulostemme luotettavuutta huomattavasti.

Alustavat tulokset. Ylimmässä paneelissa tulokset tautilinjan 1A5 osalta ja alimmassa linjan 3D7. Keskimmäisessä paneelissa tulokset näiden yhteistartutuksesta. Alustavan analyysin perusteella näyttää siltä, että yhden leviämistapahtuman aiheuttamista uusista itiöpesäkkeistä 90% muodostuu noin 20cm etäisyydellä tartuntalähteestä, mutta pieni osa leviää jopa 60cm. Jännittävää, eikö olekin.

P.S. Huomaatko miten postauksen pääkuva liittyy aiheeseen? Kerro kommenteissa 😉

EDIT 29.5.2019: Tulokset menivät uuden analyysin myötä uusiksi, tsekkaa päivityksen bloggauksessa Leviämiskoe 2.0.

Anna palautetta, kommentoi sisältöä, esitä kysymyksiä...