Lettercombinaties zoals CMV, TYLCV, ToMV, ToMMV, TSWV bezorgen tomatentelers de nodige kopzorgen want het zijn afkortingen voor een aantal van de virussen die een bedreiging vormen voor de teelt van zowel kas- als vollegrondstomaten. Telers zijn veel geld kwijt aan het bestrijden van deze virussen door middel van gewasbeschermingsmiddelen en insecten maar in de nabije toekomst zou hier zomaar verandering in kunnen komen.
Wetenschappers van de Martin Luther Universiteit in Halle-Wittenberg (MLU, Institute of Biochemistry and Biotechnology), het Leibniz Institute of Plant Biochemistry (IPB, Department of Molecular Signal Processing) en van de Italiaanse National Research Council (CNR, Institute for Sustainable Plant Protection) hebben hun ontdekkingen gepresenteerd in het stuk Nucleic Acids Research', Oxford Academic.
Eén van de onderzoekers gaf een toelichting over de methode die het mogelijk maakt om snel te beoordelen of RNA-vaccins effectief zijn tegen ziekteverwekkers. Het onderzoeksteam toonde aan dat het mogelijk is om RNA-vaccins toe te passen om de natuurlijke afweer van de plant te versterken.
CNR-viroloog Vitantonio Pantaleo (op de foto) zegt er het volgende over: "Tijdens een besmetting fungeren plantencellen als plaats waar het het virale genoom, van de indringer, zich kan vermeerderen. Toch behouden planten het vermogen om indringers te detecteren.
Speciale 'enzymenscharen' knippen de vreemde virusmoleculen in stukken. Dit proces genereert een overvloed aan virusverstorende RNA's (vsiRNA) die zich in de hele plant verspreiden en zich binden aan eiwitten van de zogenaamde Argonauten-groep (AGO), VsiRNA zetten AGO's op een sequentie-specifieke manier tegen het viraal genoom op waardoor deze wordt afgebroken en gedeactiveerd."
"Het virusuitschakelingsmechanisme is in de natuur echter niet altijd even doeltreffend omdat sommige vsiRNA's zeer effectief zijn. Wetenschappers hebben daarom een screeningsproces ontwikkeld gebaseerd op extracten uit plantencellen waardoor het mogelijk is om de meest efficiënte en effectieve vsiRNA's, genaamd 'efficiënt antiviral siRNA's' (easiRNA's), te identificeren.
Virus dat tomaten aantast
MLU-biochemist Sven Berhens stelt dat easiRNA's beter samenwerken met de AGO's. Daarnaast kunnen zij zwakheden van het viraal genoom beter herkennen. De doeltreffendheid van easiRNA's werd aangetoond door het vaccineren van tabaksplanten (Nicotiana benthamiana) die werden geïnfecteerd met een modelvirus, het Tomato Bushy Stunt Virus (TBSV). Het resultaat was verbluffend volgens de onderzoekers. Na zes weken vertoonde 90% van de gevaccineerde planten nog geen enkel teken van besmetting, terwijl de onbehandelde planten door het virus werden gedood."
"Als het virus verandert, kan men dankzij deze screeningsmethode snel de geschikte RNA-moleculen identificeren om de nieuwe indringer uit te schakelen. Dit houdt dus in dat we zeer flexibel kunnen optreden om nieuwe ziekteverwekkers te bestrijden."
Er is inmiddels al patent aangevraagd op de methode.
Potentieel vaccinatie
"RNA's zijn moleculen die van nature aanwezig zijn. De tomaten die vers op ons bord liggen, bevatten deze RNA's ook. Als we bedenken dat het toepassen van RNA-vaccins mogelijk effectief is om ziekteverwekkende schimmels en andere schadelijke vijanden te beheersen, verwachten wij dat deze methode enorm veel potentie biedt," aldus Pantaleo.
Het onderzoeksteam zal de screeningsmethode blijven testen en verbeteren om de toepassingsmogelijkheden en het effect op behandelde planten te evalueren. Verder onderzoek zal uitwijzen hoe er grotere hoeveelheden tegen acceptabele kosten kunnen worden geproduceerd en ook de efficiëntie zal worden onderzocht.
Volgens Behrens dragen dit soort onderzoeken bij aan het reduceren van het gebruik van gewasbeschermingsmiddelen in de tuinbouw, wat beter is voor het milieu, de consumenten, telers en de hele voedselketen en waarmee voldaan wordt aan de VN-doelstellingen op het gebied van duurzame ontwikkeling.
Het onderzoek werd gefinancierd door de Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) in het kader van een onderzoek van het Center of Collaborative Research 648 en een onderzoeksprogramma van de staat Saksen-Anhalt. Het OECD heeft het onderzoek ook mede gesubsidieerd.
Bron: Gago-Zachert S. et al. Highly efficacious antiviral protection of plants by small interfering RNAs identified in vitro. Nucleic Acids Research (2019). doi: 10.1093 / nar / gkz678.
Voor meer informatie:
Vitantonio Pantaleo PhD
Plant Virology Labs .
Institute for Sustainable Plant Protection
National Research Council
Via Amendola 165/a
70126 Bari, ITALY. c/o UNIBA Campus
Tel.: +39 080 544 2935
Email: vitantonio.pantaleo@cnr.it