Latest News Archive

Please select Category, Year, and then Month to display items
Previous Archive
07 November 2019 | Story Leonie Bolleurs | Photo Johan Roux
Prof Zakkie Pretorius
Prof Zakkie Pretorius, Research Fellow at the UFS Department of Plant Sciences.

Prof Zakkie Pretorius, Research Fellow, and Prof Botma Visser, Associate Professor, both from the Department of Plant Sciences at the University of the Free State (UFS), partnered in a ground-breaking research project headed by Dr Melania Figueroa from the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), Australia. Together, these scientists solved a 20-year-old mystery, uncovering the origins of one of the world’s deadliest strains of cereal rust disease.

The manuscript, with the title, Emergence of the Ug99 lineage of the wheat stem rust pathogen through somatic hybridisation, was accepted for publication in Nature Communications.

According to a statement released by CSIRO, research shows that the devastating Ug99 strain of the wheat stem-rust fungus was not the result of a sexual cross between different rust strains as previously thought, but in fact was created when fungal strands simply fused to create a new hybrid strain.

This process is called somatic hybridisation and enables fungi to merge their cells and exchange genetic material without going through a complex sexual reproduction cycle. The study found that half of Ug99’s genetic material came from a strain that occurred in Southern Africa around 100 years ago and eventually spread to Australia.

The discovery implies that other crop-destroying rust strains could hybridise elsewhere with Ug99, for example, to exchange genetic material and create a whole new enemy.

While there was some speculation that rust strains could hybridise – based on laboratory studies in the 1960s as well as some earlier studies on the topic – this comprehensive research now provided the first genomic evidence that the process can generate new strains.

History of Ug99

Prof Pretorius was the first person to describe the dangerous Ug99 isolate, confirming the ability of the isolate to leave the Sr31 resistance gene ineffective (up to that time, effective against all known wheat stem-rust races). This laid the basis for international concern.

He named the field sample Ug99, based on the country of origin (Uganda) and year of sample collection (1999). 

“The Sr31 resistance gene and associated traits were so effective that the gene occurred in almost 70% of CIMMYT’s (Mexican-based International Maize and Wheat Improvement Center) spring wheat germplasm. In addition, many popular cultivars containing the gene were released around the world.”

“Ug99 then disappeared for a few years. When the race re-appeared in East Africa, it caused localised but severe epidemics,” he said.

Prof Pretorius continues: “Leading wheat breeders and pathologists were concerned that Ug99 could destroy wheat production in many global regions where wheat is critical for food security. Thus, in 2005, Dr Norman Borlaug, Nobel laureate and father of the green revolution, called for a meeting in Kenya where a global effort to combat the threat was initiated. The international wheat research community was mobilised and with funding primarily from the Bill and Melinda Gates Foundation and coordinated by Cornell University in the USA, research commenced.”

wheat stem rust

Wheat stem rust 14: Rust diseases are the cause of extensive crop losses each year. With this recent discovery, published in 
Nature Communications, scientists can now better identify the resistance genes which can be bred into wheat varieties to give crops 
long-lasting protection against rust. (Photo: Supplied) 

“From field trials in Kenya, it soon became apparent that 90% of the world’s wheat varieties were susceptible to Ug99. Although breeding and selection for resistance started in earnest, the pathogen adapted, gaining virulence for other previously effective resistance genes. At present, 13 races have been described within the Ug99 group occurring in 13 countries, mostly in Africa, but also in Yemen and Iran. Five of these races are present in South Africa, all confirmed by scientists from the UFS and ARC-Small Grain in Bethlehem. The original Ug99 has, however, never been detected in South Africa.”

Combined efforts

Rusts are common fungal diseases of plants. The spores of the fungus attach themselves to the stems and leaves of wheat plants and essentially suck the nutrients from the plant. Plants either die or produce shrivelled and low-quality grain. 

Group Leader at CSIRO, Dr Melania Figueroa, agrees that Ug99 is considered the most threatening of all rusts, as it has managed to overcome most stem rust-resistance genes used in wheat varieties.

“There is some good news, however; the better you know your enemy, the more equipped you are to fight against it. Knowing how these pathogens come about means we can better predict how they are likely to change in the future and better determine which resistance genes can be bred into wheat varieties to give long-lasting protection.”

Earlier this year, CSIRO worked with the University of Minnesota and the 2Blades Foundation to improve wheat resistance by stacking five resistance genes into the one wheat plant to combat wheat stem rust. 

The breakthrough came as Dr Figueroa’s group was sequencing Ug99 (then at the University of Minnesota), and at the same time a CSIRO team led by Dr Peter Dodds was sequencing Pgt21 in Australia (Pgt21 is a rust strain that was first seen in South Africa in the 1920s and believed to have been carried to Australia in the 1950s by wind currents). When the two groups compared results, they found that the two pathogens share an almost identical nucleus and therefore half of their DNA.

“This discovery will make it possible to develop better methods to screen for varieties with strong resistance to disease,” said Dr Figueroa.

Molecular fingerprinting

In addition to infection studies, molecular fingerprinting by members of the South African Ug99 race group led by Prof Botma Visser at the UFS, confirmed their genetic placement in context with Ug99 and other global stem rust races. The availability of the original Ug99 collection, along with other local rust isolates in long-term storage at the UFS, was essential to the success of the current research.

Despite the continued evolution of stem-rust variants, excellent progress has been made worldwide in the breeding of resistant wheat cultivars, including in South Africa. With funding from the Winter Cereal Trust, Dr Willem Boshoff, Senior Lecturer in the Department of Plant Sciences at the UFS, is responsible for the annual testing of all commercial wheat cultivars and advanced breeding lines for appropriate stem rust races.

Dr Melania Figueroa
Dr Melania Figueroa from the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO). Photo: Kate Langford

News Archive

Artikel in Die Burger: Steeds is daar die kans vir heling deur Dr Franklin Sonn
2008-04-07

Steeds is daar die kans vir heling

Dr Franklin Sonn - Kanselier van die Universiteit van die Vrystaat en ’n oud-ambassadeur.


TOE gene-navorsers uiteindelik die menslike genoom georden het, is bevind dat menslike wesens inderdaad slegs in minder as 2 % onderling verskil en andersins ooreenstem.

Dít is die goeie nuus.

In die loop van die mens se ontwikkelingsgang en in die proses van ons sosiale organisering is godsdiens-, taal- en kultuurpatrone ontwikkel wat gelei het tot territorium-afbakening en volksvorming waaruit ’n hele geskiedenis van haat, nyd en bloedvergieting ontstaan het het wat ondanks die hoë peil van die beskawing wat die postmoderne mens bereik het, steeds voortwoed.

Dít is die slegte nuus.

Gebeure op die kampus van die Universiteit van die Vrystaat (UV) het ons op onnoemlik tragiese wyse herinner aan ons menslike mislukking dat ons – ondanks die oorheersende ooreenkomste tussen ons – ons liewer op grond van die bykans een persent onderlinge verskil vergrype pleeg wat selfs by diere ondenkbaar is. Dat dit boonop op die kampus van ’n universiteit gebeur, is des te ontstellender.

Dit strek ons universiteit egter tot eer dat die verwagte strafstappe onmiddellik gedoen is en dat geen poging aangewend is om selfverskonend verduidelikings te gee of die kombers oor die kop te trek nie.

IN ’n breër konteks wys prof. Hermann Giliomee tereg daarop dat die tydskrif The Economist ’n opname van Markinor gepubliseer het wat aantoon dat meerderhede in al die gemeenskappe te kenne gee dat rasseverhoudings sedert die koms van die demokrasie verbeter het.

Die afleiding daarvan is dat Suid-Afrika in al sy dimensies op die regte pad is en dat ons in die hoop op ’n beter toekoms vir ons almal voortleef. Die nasionale projek om godsdiens, taal en verskille te eerbiedig maar terselfdertyd ’n heterogene tapisserie van eenheid as nasie te bou is die meeste van ons se erns. Ondanks die terugslag is die universiteit verbind tot hierdie toekomsvisie van transformasie wat herhaaldelik leidinggewend deur die rektor, prof. Frederick Fourie, sowel as sy voorganger, prof. Stef Coetzee, uitgespel is.

Vir die UV gaan dit daarom om die pad van insluiting en eenheid diepgaande te bestuur sodat wit en swart die universiteit as tuiste vir almal sien en ervaar en om die idee van verdringing van een groep deur die ander te vermy of selfs te voorkom dat die toestand geskep word dat een groep in die proses op die vlug slaan. Ons is verbind tot die skepping van ’n nierassige universiteit en nie die toestand dat wittes buite woon en swartes binne of andersom nie.


Ons koester die begrip van medemenslikheid en agting vir ons almal se gelyke menswaardigheid op grond van ons oorheersende menslike ooreenkomste en gedeelde waardes. Ons staan rassisme teen, of dit nou van wit of van swart kom. Ons wil nie aan die eenkant versoening predik maar in waansinnige onderlinge verdeeldheid en agterdog voortleef nie. Almal moet die wonder beleef van die moontlikheid dat ons een kan wees.

Ons waardeer dit opreg dat daar van die kant van ons minister Naledi Pandor paslike veroordeling van die rassevoorval uitgespreek is, maar dat sy onmiddellik die fokus geplaas het op die geleenthede wat die geval vir al ons kampusse maar ook vir ons land bied.

Eweneens ervaar ons die reaksie van die rektore van nasionale universiteite as aandoenlik positief waar die vanselfsprekende veroordeling gepaardgegaan het met die oorheersende geneigdheid om as leiers van meer rassige kampusse intellektuele leiding te probeer gee in die bepaling van waar ons land staan in die hantering van rassisme, ons erfsonde.

Ons is maar alte bewus daarvan dat ons ongelukkige geskiedenis van kolonialisme en apartheid nog vars in die geheue is. In ons euforie oor die koms van die demokrasie, wat gegrond is op ons grondwetlike verklaring van ons eenheid, was ons nietemin miskien naïef om te dink dat ons in werklikheid nou een is. Dit was bloot die aanhef. Jody Kollapen van die Suid-Afrikaanse Menseregtekommissie het iets beet wanneer hy aanvoer dat ons wel versoening omhels het, maar naïef gedink het dat solank ons die konsep op ons lippe neem, dit alles sal regmaak. Ons stem saam dat daar inderdaad steeds baie werk te doen is.

Ons wil te maklik die omvang van die taak om ’n nierassige nasie te bou geringskat. Ons misken heel dikwels die inherente gebrek aan kapasiteit by mense om op hul Godgegewe ooreenkomste te fokus. Dit lyk asof mense veel meer geneig is om verskille, gewaand of eg, te beklemtoon. Dit is ’n deel van ons menslikheid. Daar is ’n ontstentenis van leiding van byvoorbeeld ons kerk. Die kerk verkondig met heilige preweling ons eenheid in Christus, maar verdedig onmiddellik daarna dawerend verdeeldheid in die kerk. Ons pas regstelling in die werkplek toe sonder om werklik aandag te gee aan en bronne beskikbaar te stel vir die hantering van geregverdigde swart woede en sonder om begryplike aanmatiging en meerderwaardigheid te versoen met ewe begryplike wit verydeling en vervreemding.

Ons ag diversiteit as ’n gegewe sonder om genoegsame werk daarvan te maak om die rykheid van ons heterogeniteit in te bou in die nierassige eenheidstaat wat ons voorsien. Ons begaan ook die fout om die erfsonde van rassisme as net ’n Suid-Afrikaanse fenomeen te eien en is geskok as ons opmerk hoe diep die kloof tussen groepe in Amerika steeds lê.

SENATOR BARACK OBAMA se toespraak in Philadelphia spreek tot die hart van die kwessie oor hoe moeilik dit is om medemenslik te wees en hoe ons sukkel om ons in ander skoene te plaas en so eenheid te bou.

Ons vergeet so maklik dat ons versugting na vrede nêrens sal kom as ons nie die aandrang verstaan dat niemand gevra word om af te skuif nie, maar dat mense bloot gevra word om op te skuif sodat almal sitplek kan kry sodat ons sodoende mekaar se menswaardigheid kan voel en verstaan. Ons almal het gelyke aanspraak op Suid-Afrikanerskap. Niemand het die reg om meerderwaardig te voel nie. Ons mag ook nie ruimte skenk aan die geboorte of oplewing van ’n nuwe veronderstelling dat gemeensaamheid gebou kan word deur rassevernedering aan die een kant en rassevergelding aan die ander kant nie. Ons in Suid-Afrika het ’n hoë prys betaal vir die beoefening asook die verdraagsaamheid. Ons moet enige vorm van rassehegemonie teenstaan.

Hoe erg die provokasie ook al by swart mense kan wees wanneer ons rassevergelding soek, ons mag dit nooit weer verdra nie. Aan die ander kant is dit ewe gevaarlik dat ons nasionale geesdrif vir vergifnis en versoening deur wit mense geag word as ’n geleentheid om terug te val in gemaksones van meerderwaardigheid en toe-eiening Ons is dit aan ons toekoms verskuldig om hierdie tendense onmiddellik raak te sien en te besweer. Dit verg dapper leierskap. Ons universiteit het rede om trots te wees op ons prestasies om groter oopheid en toeganklikheid te skep. Die afgelope 5 jaar het ons 61 studente uit lande soos die Soedan, Ethiopië, Kameroen, Botswana en Lesotho gedoktoreer. Boonop het 6 studente uit lande soos Korea en Indië by ons doktorsgrade verwerf en 11 uit lande soos Amerika en Duitsland. Dit is ons trots.

Ons aan die UV is dit aan ons land maar ook aan onsself verskuldig om nederig te bly en, waar nodig, ons hand diep in eie boesem te steek, maar terselfdertyd te beklemtoon dat ons nie gedefinieer wil word deur insidentele vergrype van ’n klein groep misleide studente nie – hoe erg hul optrede ook al is. Ons reken daarmee af, maar ons wil graag onsself erken as deelgenote aan die erfenis van die nasionale sonde van rassisme, maar ’n universiteit wat transformasie aktief nastreef. Ons is trots op ons oopheid en wat daaruit voortspruit. Op die oomblik is ons onsosiale tradisie van herkoms Afrikaans en Sotho en is ons daarop ingestel om, waar doenlik en waar dit vereis word, Engels as internasionale taal in te bou in ons pogings om mekaar te vind eerder om ons trotse kultuur tradisies te vergeet.

DIE raad, die senaat, die rektor, die personeel van die universiteit wil saam met studente en werkers opnuut geleenthede soek om in gesprek met mekaar te bly. Ons wil saam opgewonde bly oor die moontlikheid van heling, groei en transformasie wat die onlangse insident vir ons geskep het.

Artikel in Die Burger, Saterdag 22 Maart 2008

We use cookies to make interactions with our websites and services easy and meaningful. To better understand how they are used, read more about the UFS cookie policy. By continuing to use this site you are giving us your consent to do this.

Accept