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.