Technologies for early detection and monitoring of new and emerging pathogens: safeguarding urban and forest trees

Att skogar och stadsträd hotas av patogener, både utländska och inhemska, är ett växande problem och historiska exempel har visat att invasiva skogsskadegörare är kapabla till att omvandla hela ekosystem. Klimatförändringar förvärrar problemet ytterligare genom att gynna patogeners tillväxt och predisponera träd för infektion. Skogspatogener orsakar i dagsläget utbrott i en rasande takt som kräver åtgärder, men det saknas lämpliga detektionsverktyg som kan implementeras för att motverka introduktion av nya skadegörare till förmån för biosäkerheten. Syftet med denna avhandling var att samla ny kunskap och förbättra applicerbarheten för en ny generation av detektionsverktyg, med fokus på analys av flyktiga organiska ämnen från patogener med relevans för Sverige (Fusarium circinatum och Phytophthora), samt high-throughput DNA-sekvensering av tallbarrssvampar. Resultaten visade att analyser av volatiler kunde särskilja Fusarium- och Phytophthora-arter in vitro. Analyser in vivo visade att Fusarium circinatum-infekterade tallar kan särskiljas från friska genom kvantitativa skillnader i volatiler, samt att bok- och ekträd som var inokulerade med Phytophthora cinnamomi eller Phytophthora plurivora avger kvalitativt olika volatiler jämfört med friska. Ingen av volatilerna som detekterades in vitro kunde ses in vivo. Tallbarrs-mykobiom jämfördes med hjälp av Illuminaoch nanopore-sekvensering och visade att nanopore identifierar en större andel taxa till art-nivå, medan Illumina kunde fånga en större diversitet. Båda metoderna kunde identifiera patogena arter i asymptomatiska barr, vilket visar deras kapacitet för tidig detektion. Resultaten betonar potentialen för implementering av redan tillgängliga tekniker för att förbättra infrastruktur för biosäkerhet och skydd av framtida skogar.