Zwakke plek ontdekt in genetica graanziekten

Onderzoekers van het onderzoeksinstituut Rothamsted Research maakten samen met de universiteit van Bath en de universiteit van Exeter een model van plantenziekte-interacties. Op moleculair niveau ontrafelden ze alle stappen die fusarium doorloopt tijdens de infectieperiode, inclusief de betrokken genen en de eiwitten waar ze voor coderen. Uit meer dan veertienduizend genen kwam het eiwit Knr4 bovendrijven als een cruciale factor bij de infectie door zowel aarfusarium als septoria, twee van de hardnekkigste ziekten in granen.

Gamechanger

Zodra de onderzoekers het gen uitschakelden, zagen ze dat de fusariumschimmel niet langer zich kon uitbreiden. Bij septoria zagen ze iets vergelijkbaars. „Het eiwit komt alleen voor in schimmels, niet in planten en dieren”, vertelt Dr. Erika Knoll, die het onderzoek leidde. „Als we dat eiwit gericht aanvallen, kunnen we de ziekteverwekker dwarsbomen zonder dat het effect heeft op het graangewas, op onszelf of op dieren. Zo’n aanpak zou een echte gamechanger kunnen zijn in het beheersen van ziekten.”

De gebruikte modelaanpak doet denken aan een stadsplattegrond, waar wegen de verbinding vormen tussen huizen, winkels, kantoren en recreatiegebieden. In een biologisch netwerk zijn er ook verbindingen, maar dan tussen genen. Net zoals bepaalde kruisingen in de stad belangrijk zijn, zijn er ook genen die een sleutelrol spelen en cruciale verbindingspunten vormen. Door die te dwarsbomen, kan het hele netwerk niet goed meer functioneren.

Hoe je die kennis omzet in een gewasbeschermingsstrategie, hebben de onderzoekers verschillende ideeën bij. Dat kan door nieuwe typen fungiciden te ontwikkelen die gericht de eiwitproductie ontregelen, maar ook met behulp van de zogeheten RNAi-techniek, waarbij de actie gericht is op het onderdrukken van het betreffende gen in de ziekteverwekker. Dit is een heel gerichte, maar een weinig toegepaste techniek.

Graanziekten

Aarfusarium en septoria behoren tot de vijf meest ingrijpende graanziekten, die wereldwijd tot grote schade leiden. Beide zorgen ze voor gemiddeld 2 tot 3 procent productieverlies. Met de toenemende uitdagingen op het gebied van resistentievorming en steeds meer restricties in het gebruik van fungiciden, is er een grote behoefte aan nieuwe technieken.