Akkerbouw

Achtergrond 265 x bekeken

Onderzoek naar septoria in tarwe bereikt mijlpaal

Onder leiding van Plant Research International (PRI) is een belangrijke stap gezet in de strijd tegen de schimmel die septoria veroorzaakt in tarwe. Wetenschappers hebben het DNA van de schimmel volledig in kaart gebracht. ”Je kunt nu sneller resistente tarwe kweken en gewasbeschermingsmiddelen ontwikkelen.”

Septoria is de belangrijkste ziekte in tarwe. Onder leiding van het WUR-instituut Plant Research International (PRI) is een belangrijke stap gezet om de schimmel onder de duim te houden. Een internationaal team van wetenschappers heeft het DNA van de schimmel Mycosphaerella graminicola, die septoria of bladvlekkenziekte in tarwe veroorzaakt, volledig in kaart gebracht.

Volgens PRI-onderzoeker Gert Kema is dit een belangrijke mijlpaal. ”De Mycosphaerella graminicola, ook bekend als Septoria tritici of Zymoseptoria tritici, hoort bij een klasse van de Dothideomyceten. Die klasse kan wel twintigduizend soorten schimmels bevatten. Hiervan kunnen er veel schade veroorzaken in tarwe, aardappelen, tomaat, banaan en nog veel meer gewassen. Het bijzondere is dat we van de Mycosphaerella graminicola het DNA volledig in kaart hebben gebracht. In de DNA-sequences die van heel veel andere organismen zijn gemaakt, zitten gaten. Bij Mycosphaerella graminicola zijn alle genen en hun volgorde op de chromosomen in kaart gebracht.”

Dat is goed nieuws voor de sector, zegt Kema. ”De bestrijding van septoria kost alleen in Noordwest-Europa de telers al zeshonderd miljoen euro per jaar. We kunnen nu snel voortgang boeken in de zoektocht naar de schimmelgenen die tarwe ziek maken. Veredelingsbedrijven kunnen dan gerichter zoeken naar tarwegenen die ze kunnen inkruisen in bestaande rassen om het gewas beter bestand te maken tegen de schimmel. Als er gaten zitten in de DNA-sequence weet je nooit zeker of je goed zit. Die gaten zijn er nu niet meer bij Mycosphaerella graminicola.”

Dat helpt ook om sneller gewasbeschermingsmiddelen te ontwikkelen tegen septoria. Kema: ”Je kunt effectiever zoeken naar stoffen die aangrijpen op bepaalde punten van de schimmel.”
Volgens Kema verschilt het type Mycosphaerella graminicola schimmel per regio. ”In Europa vind je andere isolaten dan in Noord-Afrika. Durumtarwe die in Noord-Afrika wordt geteeld is heel erg vatbaar voor septoria. Voor zo’n regio is het belangrijk om snel resistente rassen te ontwikkelen. Doordat het DNA nu volledig in kaart is gebracht, kun je per regio bekijken welke genen van de schimmel verantwoordelijk zijn voor het ziek maken van de tarwe. Je kunt dus gerichter veredelen op de resistentie die in zo’n regio nodig is.”

De bepaling van de volledige DNA-sequence van de Mycosphaerella graminicola is ook belangrijk voor het fundamentele onderzoek. Kema: ”We kunnen beter begrijpen wat de schimmel precies doet tijdens het ziek maken van de tarwe. Als de schimmel een plant binnendringt, produceert de tarwe eiwitten om de schimmel af te weren. Maar ook de schimmel produceert eiwitten. Tot nu toe kun je die eiwitten niet volledig uit elkaar halen. Doordat van de ene partij, de schimmel, alle genen bekend zijn, kan dat nu wel. Dat levert aanknopingspunten op voor verder onderzoek naar de relatie tussen planten en hun belagers.”

Naast het PRI participeerden ook Amerikaanse wetenschappers in het onderzoek. De volledige DNA-volgorde is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift PLoS Genetics. Kema: ”We hebben echt een mijlpaal bereikt.”

Septoria kan acht chromosomen missen
Recent onderzoek toont aan dat de schimmel Mycosphaerella graminicola, die septoria veroorzaakt in tarwe, een uitzonderlijk grote genetische variatie heeft. De schimmel heeft maximaal 21 chromosomen. Acht chromosomen kunnen vervallen, terwijl de schimmel toch tarweplanten kan blijven infecteren en sporen kan produceren.
Onderzoeker Gert Kema van het PRI vindt dit erg opmerkelijk. ”Meestal verandert een organisme heel sterk als er chromosomen missen. Tarwe heeft bijvoorbeeld 21 chromosomen. Als er één mist krijg je sterk afwijkende planten. Veel schimmels kunnen meerdere chromosomen missen zonder dat ze veel veranderen. Maar het unieke van de Mycosphaerella graminicola is dat deze schimmel heel veel chromosomen kan kwijt raken en toch erg virulent blijft.”
De genetische variatie komt doordat de schimmel een grote sexuele activiteit heeft. Kema: ”Bij de vorming en fusie van geslachtscellen ontstaat veel variatie. Dit proces kunnen we nu ontrafelen.”

Foto

Of registreer je om te kunnen reageren.