6 au
g 2008
Onderdeel: Wageningen Universiteit
Nummer: 050
Nederlandse, Britse en Amerikaanse wetenschappers hebben een methode
ontwikkeld om betrekkelijk snel genen te identificeren en te isoleren
die ingezet kunnen worden om aardappels resistent te maken tegen
Phytophthora infestans, de gevreesde aardappelziekte. Met deze methode
kunnen meerdere resistentiegenen uit verschillende soorten aardappels
worden geïsoleerd en mogelijk tegelijk ingezet. Dat biedt zicht op
een duurzame resistente tegen de ziekteverwekker omdat die minder snel
in staat zal zijn de weerstand van de aardappel te doorbreken.
De beste strategie om het aardappelgewas resistent te maken tegen de
hardnekkige schimmelziekte Phytophthhora is het ontwikkelen van een
zgn. breed spectrum resistentie, menen de onderzoekers van Wageningen
Universiteit, het Britse John Innes Centre en de Ohio State
University. In hun op 6 augustus verschenen publicatie in het
wetenschappelijk tijdschrift PLoS One leggen zij uit dat de huidige
methoden om resistentiegenen op het spoor te komen, te traag werken.
Omdat het daarbij vaak om één gen gaat is er geen sprake van
duurzame methoden omdat Phytophthora er tamelijk snel en gemakkelijk
in slaagt de resistentie van dat gen te doorbreken.
Interactie
De ontwikkelde methode is gebaseerd op de interactie van genen van de
ziekteverwekker en de genen van de aardappel. In de respons van de
aardappel en P. infestans zijn zogenaamde resistentiegenen in de plant
betrokken en zogenaamde avirulentiegenen in het pathogeen. Het
avirulentiegen maakt eiwitten (effectoren) die door de
resistentiegeneiwitten van de aardappel worden herkend en waarmee een
interactie plaats vindt. Door nu effectoren (eiwitten die door
Phytophthora worden uitgescheiden in de plant nadat ze die
geïnfecteerd hebben) te gebruiken kunnen relatief snel die genen
geïdentificeerd en geïsoleerd worden die heel belangrijk zijn bij
die interactie. Aangezien de pathogeen (Phytophthora) deze eiwitten
niet kan uitschakelen maar altijd maakt, kunnen genen die deze
eiwitten herkennen dienst doen als potentiële resistentiegenen.
In het onderzoek is een set van 54 effectoren (van de naar schatting
500) getest op een grote set van wilde aardappelsoorten. Dit leidde in
veel gevallen tot reacties (zogenaamde Hypersensitive Respons: de plek
waar het effector eiwit is aangebracht vertoont
afstervingsverschijnselen) van de planten uit de wilde soorten en in
een geval tot de identificatie van zoân effector (IPiO genaamd). Deze
effector bleek hand in hand te gaan met de resistentie uit de wilde
soorten S. stoloniferum, S. papita en S. bulbocastanum. Dat wil zeggen
dat een positieve respons tegen de effector altijd in die planten
plaatsvond die het resistentiegen hadden. In verdere studies konden de
onderzoekers aantonen dat de effector in dit geval het avirulentiegen
van het resistentiegen was. Door gebruik te maken van het feit dat dus
de resistentiegenen uit de drie soorten erg op elkaar moesten lijken,
konden met behulp van het eerder geïsoleerde gen uit S. bulbocastanum
heel snel de genen voor S. papita en S. stoloniferum geisoleerd
worden.
Permanente bedreiging
Sinds de Phytophtora de aardappel voor het eerst teisterde â berucht
is de Ierse hongersnood in de 19e eeuw, ontstaan door de
aardappelziekte â is deze ziekteverwekker een permanente bedreiging,
die herhaaldelijk zorgt voor desastreuze oogstschade en hoge
productiekosten. Tot dusverre heeft een zeer arbeidsintensief proces
van zoeken naar een duurzame resistentie weinig tot niets opgeleverd
en is chemische bestrijding in essentie de enige manier om de ziekte
in de moderne landbouw te beheersen.
De in deze publicatie beschreven methode maakt het mogelijk om
relatief snel een indruk te krijgen over voorkomen en aard van
resistentiegenen waar de pathogeen zeer moeilijk of zelfs niet in
staat is om de resistentie te doorbreken. Door het combineren van
verschillende van deze in potentie moeilijk te doorbreken
resistentiegenen komt duurzame resistentie binnen handbereik.