Wageningen Universiteit
Dankzij Wagenings onderzoek is Echte Meeldauw-resistentie in tomaat binnen handbereik
Meer inzicht in schimmel brengt resistentie dichterbij
Uit onderzoek blijkt dat de genetische resistentie van tomaat tegen de schimmelziekte Echte Meeldauw berust op monogene en polygene resistentie. Veel resistentiegenen zijn op chromosoom zes gelocaliseerd. De resistentiemechanismen en de specificiteit van de resistentiegenen in het algemeen zijn bovendien zeer divers.
Dit blijkt uit onderzoek dat Yuling Bai bij Wageningen Universiteit heeft verricht in het kader van haar promotieonderzoek 'The genetics and mechanisms of resistance to tomato powdery mildew in Lycopersicon species'. Het onderzoek levert belangrijke nieuwe informatie op voor veredelaars in de strijd tegen deze belangrijke schimmelziekte.
Echte Meeldauw is een ziekte die wordt veroorzaakt door de schimmel Oidium neolycopersici. Deze schimmel is in 1986 voor het eerst beschreven in de Nederlandse tomatenteelt. Sinds 1986 heeft de schimmel zich wereldwijd verspreid. De schimmel zorgt jaarlijks voor grote problemen. Er is nog weinig bekend over O. neolycopersici en, behalve enkele recent op de markt gebrachte tomatenrassen, zijn praktisch alle tomatenrassen vatbaar voor de schimmel. Momenteel worden daarom chemische bestrijdingsmiddelen toegepast om de schimmel te bestrijden. Onderzoek van Bai naar de mechanismen en de genetische basis van resistentie tegen O. neolycopersici geeft aanknopingspunten voor de ontwikkeling van nieuwe tomatenrassen met een duurzame resistentie.
Bai heeft uit wilde (tomaten)soorten resistentiegenen ingekruist tot Bijna Isogene Lijnen (NIL's) van het -van nature vatbare- tomatencultuurgewas 'Money Maker'. Deze plantenlijnen zijn genetisch bijna identiek, met uitzondering van het bewuste resistentiegen.
Via, deels zelf ontwikkelde, moleculaire merkers en resistentietoetsen heeft Bai vijf dominante monogene resistentiegenen ontdekt, die allemaal gelocaliseerd zijn op chromosoom zes.
Chromosoom zes blijkt uit eerder onderzoek een hotspot van resistentiegenen te zijn, zoals tegen de bladvlekkenziekte, diverse virussen, nematoden, luizen en witte vlieg.
Daarnaast heeft Bai de kwantitatieve resistentie uit de wilde tomatensoort L. parviflorum geanalyseerd. Deze kwantitatieve resistentie berust op tenminste drie genetische loci (Quantitative Trait Loci/ QTL). Hiervan is ook één QTL op chromosoom zes gelocaliseerd en gekoppeld met de monogene resistenties.
Dat veel resistentiegenen op chromosoom zes zijn gelocaliseerd, is evolutionair gezien interessant, omdat het resistentiemechanisme berust op gen-om-gen interactie. Bij een gen-om-gen interactie verandert het DNA van de schimmel bij 'toeval' door kleine foutjes tijdens de celdeling. Hierdoor herkent de plant (de eiwitten van) de schimmel niet meer, vindt er geen afweerreactie plaats en is de plant dus niet meer resistent tegen die schimmelvariant (isolaat). Omdat de resistentiegenen van de planten ook in 'random arrays' liggen, kunnen er bij de geslachtelijke celdeling nieuwe varianten van de resistentiegenen ontstaan door onjuiste chromosoomparing. Dit leidt mogelijk weer tot hernieuwde herkenning van het schimmelisolaat.
In de verschillende landen waar Echte Meeldauw optreedt zijn verschillende isolaten van de schimmel aanwezig. Om te onderzoeken of bepaalde resistentiegenen specifiek werken tegen bepaalde varianten van de schimmel zijn zaden van 'resistente' tomatenplanten verstuurd naar Florida en diverse landen in Europa. Hier werden deze planten blootgesteld aan de locale schimmel.
Uit dit onderzoek bleken twee tomatenlijnen met specifieke monogene resistentie in Tjechië toch aangetast te worden. Dit toont aan dat monogene resistentie doorbroken kan worden.
Bai's ontdekkingen hebben meer inzicht verschaft in de interactie tussen tomatenplanten en O. neolycopersici. Hiermee is duurzame resistentie, die niet of moeilijk door de schimmel doorbroken kan worden, binnen handbereik gekomen.