Op naar Clavibacter-resistente tomatenrassen

Het gaat nog altijd veel over het Tomato brown rugose fruit virus (ToBRFV) in de glastuinbouw. Er zijn immers nog maar zeer beperkte oplossingen voor en het virus kan bijzonder desastreus zijn voor de financiële resultaten van een teler. Maar er zijn nog andere vervelende ziekteverwekkers en voor één in het bijzonder is nog geen oplossing gevonden: Clavibacter michiganensis.

"De belangrijkste symptomen zijn het verwelken van de planten, zwarte vlekken op de vruchten en de ontwikkeling van kanker op de stengels", zegt Eleni Koseoglou, die onlangs haar doctoraat behaalde met een proefschrift over het ontwikkelen van Clavibacter-resistente tomatenrassen. "Bladeren verwelken en sterven. Over het algemeen is Clavibacter erg destructief." 

Hoe zit het daarmee?
Maar waarom horen we daar zo weinig over? "Clavibacter komt eigenlijk in veel meer landen voor dan bijvoorbeeld ToBRFV", zegt dr. Jan van der Wolf, bacteriologisch onderzoeker bij WUR, die het PhD-onderzoek van Eleni begeleidde. "Maar het aantal incidenten is vrij laag. In Nederland heb je bijvoorbeeld zo'n 1 tot 5 incidenten per jaar en door de kas goed schoon te maken kan de uitbraak gestopt worden."

Dit geldt echter niet voor telers in andere landen. "In sommige landen is de ziekteverwekker endemisch, zoals bijvoorbeeld in Griekenland, Rusland, Zwitserland en Mexico. Aangezien dit een ziekteverwekker is die via zaden wordt overgedragen, proberen telers in die landen met de schoonst mogelijke zaden te werken." 

Als een teler bij een uitbraak van Clavibacter de kas moet legen en schoonmaken, spreekt het voor zich dat de economische gevolgen behoorlijk groot kunnen zijn. En in landen waar de ziekteverwekker endemisch is, zijn de risico's voor herintroducties groot. "Het punt is dat deze ziekteverwekker kan overleven in gewasafval en restanten", benadrukt hij. "Dus als je niet goed schoonmaakt, krijg je een nieuwe infectie. Telers die niet letten op hygiëne lopen een groot risico op Clavibacter-uitbraken." 

Het zijn altijd tomaten
Tomaten zijn de belangrijkste gastheer van deze ziekteverwekker, zowel in de kas als in de buitenteelt. Daarom onderzocht Eleni hoe Clavibacter-resistente tomatenrassen ontwikkeld kunnen worden. De methode die ze toepast klinkt contra-intuïtief, maar is wel doeltreffend.

"Over het algemeen scan je bij het zoeken naar een resistentiegen wilde soorten die verwant zijn aan tomaten", legt ze uit. "Met genetische analyse en mapping probeert men genen te identificeren die verantwoordelijk zijn voor een resistentie. Vervolgens wordt het gen in het betreffende gewas toegepast, dat dan in staat moet zijn om een bepaald molecuul van de ziekteverwekker te herkennen en die een halt toe te roepen. Voor Clavibacter hebben we het echter anders aangepakt." 

De benadering baseert zich op plantgevoeligheidsgenen. "Kortom gezegd, een gen kan worden gemanipuleerd door een specifieke ziekteverwekker, die de infectie veroorzaakt. Deze genen worden bewaard in verschillende plantensoorten en er zijn studies over hoe deze genen in verschillende gewassen kunnen worden ingezet om te zien of ze effectief zijn in het tegengaan van een ziekteverwekker. Een andere manier om gevoeligheidsgenen te identificeren, is door naar genexpressie te kijken, aangezien ziekteverwekkers hun expressie tijdens een infectie kunnen veranderen."

Trade-off
Wanneer het 'schuldige' gen wordt gevonden, zijn er twee opties. "We kunnen het de mond snoeren, of we kunnen het helemaal uitschakelen", merkt ze op. Beide methodes kunnen echter met een trade-off komen."

De gevoeligheidsgenen hebben immers vaak een belangrijke functie binnen de plant. "Bij het de mond snoeren of uitschakelen van het gen bereik je misschien de gewenste resistentie, maar het kan ook enkele gevolgen hebben. Planten kunnen klein blijven of misschien is de opbrengst niet goed. Voor de genen die we hebben geïdentificeerd, hebben we deze bijwerkingen inderdaad gezien. De planten waren eigenlijk vrij klein. Maar we zagen ook dat, afhankelijk van hoe we het gevoeligheidsgen aanpakten, de bijwerkingen varieerden. Als we bijvoorbeeld de genen alleen maar de mond snoerden, was er nog steeds enige genexpressie aan de gang. Je kan dus de weerstand krijgen die je wilt zonder de nadelige bijwerkingen die een volledige knock-out inhouden."

"In een volgend project zullen we ons onderzoek voortzetten. We zullen effector-eiwitten identificeren. Dat zijn kleine eiwitten die ziekteverwekkers creëren om de fysiologie van de cel te veranderen en aan te vallen. Van sommige van deze eiwitten is bekend dat ze zich kunnen richten op gevoeligheidsgenen om gevoeligheid te veroorzaken. We kunnen dus identificeren welke plantengenen worden beïnvloed door dit effector-eiwit." 

S-genen identificeren 
Het is een ander verhaal als het gaat om het uitschakelen van het gen. "Want die methode veroorzaakt de meeste bijwerkingen." En hier speelt het onderzoekswerk van Eleni een cruciale rol. "Het onderzoek naar het veredelen van Clavibacter-resistente tomatenrassen is aan de gang, met de steun van enkele zaadbedrijven. Voor het nieuwe project gaan we S-genen identificeren die het doelwit zijn van effector-eiwitten. Vaak hebben eiwitten die worden geproduceerd door S-genen een fysieke interactie met effector-eiwitten. Wij geloven dat we door het vinden van de interactieplaatsen van de eiwitten mutaties kunnen introduceren. Op deze manier gaat de interactie tussen de effector en het planteiwit verloren, maar de functie van het eiwit in de plant blijft hetzelfde. Er zijn dus geen bijwerkingen voor de planten."

Voor meer informatie:
Wageningen University & Research
www.wur.nl


Publicatiedatum:



Ook onze nieuwsbrief ontvangen? | Klik hier


Ander nieuws uit deze sector:


Schrijf je in voor onze dagelijkse nieuwsbrief om al het laatste nieuws direct per e-mail te ontvangen!

Inschrijven Ik ben al ingeschreven