Tomatenplanten hebben een verdedigingssysteem om ziekteverwekkers te herkennen en onschadelijk te maken. Die signalering is vaak gebaseerd op de herkenning van 'vreemde' onderdelen van de ziekteverwekkers, die een poging doen binnen te dringen. Om zulke ‘lichaamsvreemde’ componenten te herkennen, dragen de cellen van de plant immuunreceptoren op hun buitenoppervlak. Om de bodemschimmel Verticillium te herkennen, beschikt de tomatenplant over de immuunreceptor Ve1. Verticillium is bij tomatenplanten zonder de verdedigingslinie Ve1 in staat de tomatenwortels binnen te dringen en daar verwelkingsziekte te veroorzaken. De schimmel verstoort de sapstroom in de tomatenplant; deze verwelkt en sterft.
Bijzonder gen
Sommige stammen van de Verticilliumschimmel ontlopen de herkenning door de immuunreceptor Ve1 op de tomatenplant. Het internationale onderzoeksteam wist met moderne technieken de volledige DNA-inhoud te bepalen van schimmelstammen die herkend worden en stammen die herkenning ontlopen. In de vergelijking van deze genomen viel één gen op. Dit gen maakt de schimmel herkenbaar voor de plant. En wanneer het gen ontbreekt, is de schimmel onzichtbaar. Hij is dan in staat de tomatenplant te infecteren en ziekte te veroorzaken, hoewel dat doorgaans een milde variant van de ziekte is.Gen maakt schimmel agressiever
Het herkende gen Avirulentie op Ve1 planten (Ave1) blijkt onderdeel van een zeer grote familie, die vrijwel uitsluitend voorkomen in planten. Toen het team het gen in de schimmel uitschakelde, bleek Verticillium nog amper in staat de verwelkingsziekte te verwekken bij planten die de Ve1-immuunreceptor niet hebben. Het betekent dat Ave1 de schimmel agressiever maakt wanneer de plant geen Ve1 immuunreceptor heeft. Dit verklaart waarom Verticillium het gen niet kan verliezen om herkenning door de immuunreceptor van tomaat te ontlopen; de schimmel verliest zijn agressiviteit.Andere schimmelsoorten
Het blijkt dat niet alleen Verticillium over een gen van planten beschikt, maar dat dit voor nog een aantal schimmels geldt. Ook de bodemschimmel Fusarium oxysporum, die net als Verticillium de verwelkingsziekte veroorzaakt, heeft een Ave1-gen. De Ve1-immuunreceptor van tomaat bleek ook Fusarium te herkennen en onschadelijk te maken. Ave1 komt verder ook voor in een aantal schimmels, die tomaat niet kunnen infecteren. Dit geldt bijvoorbeeld voor de schimmel Colletotrichum, een ziekteverwekker van kool en Cercospora, een ziekteverwekker van biet. Hoewel de Ve1-immuunreceptor niet in bietenplanten voorkomt, is bekend dat de Ve1-immuunreceptor van tomaat Cercospora kan herkennen.Belangrijk in veredeling
Verticillium is een ziekteverwekker van honderden plantensoorten waarvan slechts enkele soorten de Ve1-immuunreceptor hebben. Sinds 60 jaar wordt de Ve1 immuunreceptor door veredelaars ingekruist in tomatencultivars, die in de commerciële productie geteeld worden om resistentie tegen Verticillium te verkrijgen. Eerder toonde de Wageningse groep aan dat introductie van de Ve1-immuunreceptor van tomaat in een plant, die geen Ve1 bezit, leidt tot immuniteit tegen Verticillium. In de toekomst kan de Ve1-immuunreceptor gebruikt worden, niet alleen om plantensoorten immuun te maken tegen Verticillium, maar ook tegen andere ziekteverwekkers die over het Ave1 gen van de plant beschikken.Bron: Wageningen Universiteit
