Wageningen Universiteit en Researchcentrum
10 sep 2009
Nummer: N
Planten resistent maken tegen ziekten door een gen uit te zetten in
plaats van eentje toe te voegen. Met deze nieuwe veredelingsstrategie
is duurzame resistentie mogelijk, denken Wageningse
plantenveredelaars.
Onderzoeker dr. Yuling Bai en de hoogleraren dr. Evert Jacobsen en dr.
Richard Visser van de leerstoelgroep Plantenveredeling van Wageningen
Universiteit breken deze maand een lans voor deze nieuwe aanpak in het
tijdschrift Molecular Breeding. Het uitschakelen van genen, gene
silencing, wordt tot nu toe gebruikt om kwaliteitsaspecten van planten
te verbeteren, maar nog niet om de resistentie tegen ziekten te
verhogen.
Enkele jaren geleden ontdekten onderzoekers het mechanisme waarmee
ziekteverwekkers de immuniteit van planten om zeep helpen. Pathogenen
maken moleculen aan, effectors, die bepaalde genen in de plant
beïnvloeden om toegang te krijgen. âDeze genen, S-genen genoemd,
reageren op signalen van de ziekteverwekker en geven hem toegang tot
de plant, waardoor die wordt aangetastâ, zegt Bai. âDoor één of
meerdere S-genen uit te zetten, blokkeer je de toegang voor de
ziekteverwekker en wordt de plant weer resistent.â
Zo vonden buitenlandse onderzoekers een S-gen in gerst dat de ziekte
meeldauw toegang gaf. Ze ontdekten bovendien dat dit S-gen via mutatie
in bepaalde variëteiten was uitgeschakeld en dat deze variëteit al
meer dan dertig jaar resistent was tegen meeldauw. âDat moet spontaan
zijn gebeurd en via klassieke veredeling gebruikt, zonder dat de
veredelaars zich daarvan bewust warenâ, zegt Jacobsen. âHet gaat hier
om recessieve resistentie, die veel moeilijker in de
plantenveredeling te gebruiken is dan dominante.â
Toen hetzelfde S-gen werd uitgezet in de modelplant Arabidopsis, werd
dit plantje ook resistent tegen meeldauw. En Bai toonde in 2007 aan
dat ook de tomaat niet meer vatbaar is voor meeldauw als je dit
susceptibility gene uitschakelt. Ze vermoedt dat ook andere gewassen
bestand zijn tegen meeldauw na gene silencing van dit gen of na een
mutatie.
De Wageningse onderzoekers melden dat zoân recessieve resistentie al
voor vier S-genen in meerdere gewassen op rasniveau wordt toegepast.
Er is een groeiende lijst van potentiële S-genen die bij
verschillende ziekten toegepast kunnen worden.
Het S-gen heeft vaak ook een andere functie in de plant. Als je het
gen lamlegt, ben je dan die positieve functies kwijt? âHoeft nietâ,
zegt Jacobsen. âJe compenseert deze bijeffecten in de
plantenveredeling met selectie op de functies van andere genen. Dat is
de kunst van het veredelen.â
De S-genen zijn nadrukkelijk geen resistentiegenen (R-genen) die
weerstand bieden tegen schadelijke indringers. De R-genen voeren
strijd met de ziekteverwekkers, een strijd die ze vaak na zoân vijf
jaar verliezen. Dan wordt de resistentie doorbroken en moet een nieuw
R-gen worden gevonden. De S-genen zijn meer passief bij de interactie
tussen plant en pathogeen betrokken en uitschakeling ervan zal tot een
veel stabielere resistentie leiden, is de verwachting van Bai.
Jacobsen wil nu nagaan of de aardappel S-genen bevat die de
toegangspoort zijn voor de weerbarstige ziekte Phytophthora. Hij hoopt
met een combinatie van uitgeschakelde S-genen en gestapelde R-genen
tot een aardappelras te komen met een nog stabielere resistentie.
De nieuwe veredelingsstrategie is nog omstreden. âIn de leerstoelgroep
en met de veredelingsbedrijven discussiëren we er al tweeënhalf jaar
over wat de potentie is van gene silencing bij resistentieveredelingâ,
zegt Jacobsen. âDe reactie is vaak: gene silencing of
mutatieveredeling is oud; we willen resistentiegenen gebruiken. Maar
je moet ook nieuwe, meer speculatieve onderzoeksbenaderingen doen â
daar is een universiteit voor.â |Albert Sikkema