Wageningen Universiteit en Researchcentrum
21 okt 2011
Het ontwikkelen van tarwerassen met resistentie tegen de gevreesde
bladvlekkenziekte is weliswaar zeer lastig, maar is door recent
onderzoek in Wageningen dichterbij dan ooit. Dat blijkt uit het
onderzoek waarop de Tunesische Sarrah Ben MâBarek onlangs promoveerde
aan Wageningen University, onderdeel van Wageningen UR.
Ben M'Barek bracht samen met collegaâs het hele DNA in kaart van de
veroorzaker van de bladvlekkenziekte, de schimmel Mycosphaerella
graminicola. Ze liet zien dat de schimmel bij de sexuele voortplanting
hele chromosomen kan kwijtraken zonder dat dat schade doet aan de
schimmel.
Ben M'Barek ontdekte daarnaast dat de schimmel op verschillende
manieren tarweplanten aan kan vallen. Deze zaken maken duidelijk waarom
het tot nu toe zo lastig is om resistente tarwerassen te ontwikkelen.
De nieuwe kennis biedt aanknopingspunten om die rassen nu wél te
ontwikkelen, en zo de voedselproductie zekerder en duurzamer te maken.
Tarwe, het belangrijkste voedselgewas voor onder andere Noord Afrika en
het Midden-Oosten, wordt wereldwijd aangevallen door de schimmel
Mycosphaerella graminicola, de veroorzaker van de zogenoemde
bladvlekkenziekte. Helaas zijn er geen bruikbare tarwerassen die
resistent zijn tegen de schimmel. Daarom moet de schimmel chemisch
bestreden worden en zorgt de schimmel nog steeds voor vermindering van
de voedselopbrengsten. Daar zou verandering in kunnen komen door meer
kennis over de genetica van de ziekteverwekker en beter inzicht in de
interactie tussen de ziekteverwekker en de plant.
Sarrah Ben M'Barek was gedurende haar onderzoek onder andere een van de
auteurs van de publicatie van het volledige DNA (het genoom) van de
Mycosphaerella-schimmel. Bij dat onderzoek werd duidelijk dat de
schimmel al succesvol kan overleven en zichzelf verspreiden met een
âbasis-setâ van slechts 13 van de in totaal 21 chromosomen. Bij de
geslachtelijke vermeerdering van de schimmel, kan hij dus ongestraft
een aantal chromosomen kwijt raken of van één van de ouders opnemen
zonder dat het effect heeft op de schadelijkheid van de schimmel. Dat
maakt de Mycosphaerella-schimmel genetisch heel flexibel, waardoor het
lastig is om daar met plantenveredeling op in te spelen.
Ben M'Barek onderzocht ook op welke wijze de schimmel de plant
succesvol kan belagen. In de plantenziektenkunde zijn daarvoor twee
basis-systemen bekend. In het ene systeem kan de schimmel ongemerkt
binnenkomen doordat de plant hem niet als bedreiging herkent. In het
andere systeem wordt de plant ziek als de schimmel in staat is om een
toxine te maken waar de plant niet tegen kan. Mycosphaerella gebruikt
beide systemen.
Bij beide systemen moet plantenveredelaars op een andere manier
resistente rassen ontwikkelen. In het eerste geval moeten veredelaars
op zoek gaan naar tarwe-types, bijvoorbeeld wilde tarwe-soorten, die in
staat zijn om de schimmel als een binnendringer te zien door de
herkenning van een bepaald eiwit, een zogenaamde effector. Via kruisen
kunnen dan rassen ontwikkeld worden die de effector herkennen. Maar die
rassen zijn niet resistent tegen de schimmel-types die die effector
niet maken. In het tweede geval moeten de plantenveredelaars op zoek
naar tarwe-types die ongevoelig zijn voor het toxine van de schimmel.
Die types kunnen ze dan gebruiken voor de ontwikkeling van resistente
tarwerassen. Die tarwerassen zullen dan resistent zijn tegen de
schimmeltypes die het toxine maken én de types die het toxine niet
kunnen maken.
De Mycosphaerella-schimmel gebruikt beide systemen om tarweplanten
succesvol aan te vallen. Dat verklaart waarom het zo lastig is om
resistente tarwerassen te maken.
Tarwe-veredelaars hebben dankzij het onderzoek van Ben M'Barek meer
inzicht hebben in de genetica van de ziekteverwekker en weten beter
waar ze op moeten letten en waar ze naar moeten zoeken. Daarom brengt
het onderzoek van Ben Romdhane de ontwikkeling van bruikbare resistente
rassen een stuk dichterbij.
Ben M'Barek is Tunesische van afkomst en is daarmee opgegroeid in een
land waar de voedselopbrengst sterk bedreigd wordt door
Mycosphaerella-schimmel. In 2006 ontving Ben M'Barek een
UNESCO-LâOréal studiebeurs voor vrouwelijke onderzoekers, om aan
Wageningen University onderzoek te doen naar de genetica van de
schimmel en naar de interactie tussen de schimmel en tarweplanten.