Wetenschap - 30 november 2006

Afweergenetica gerst in kaart

Wageningse onderzoekers hebben een kaart van het genoom van de gerstplant gemaakt, die preciezer dan eerdere kaarten aanwijst op welke plaatsen de erfelijke weerstand zit tegen de schimmelziekte dwergroest. Het resultaat is opzienbarend, vertelt dr. Rients Niks van de leerstoelgroep Plantenveredeling.

Plantenwetenschappers hebben in het genoom van gerst bijna twintig plaatsen gevonden die samenhangen met de resistentie tegen dwergroest.
‘Per gerstras bepalen drie tot vijf genen hoe hoog de weerstand van de plant is tegen de schimmel’, zegt Niks. ‘Het verrassende was dat toen we zes rassen met elkaar vergeleken, hun weerstand bijna steeds op een andere combinatie van dergelijke genen berustte. Opgeteld vonden we bijna twintig plaatsen in het genoom die samenhangen met resistentie.’
In Europa is gerst nog steeds een belangrijk gewas. Gerst is een grondstof voor veevoer en bier. Dat is één reden waarom plantenwetenschappers graag onderzoek doen naar gerst en dwergroest, een schimmelziekte die gerst bedreigt. Een andere reden is dat gerst genetisch net iets eenvoudiger is dan tarwe, maar er wel model voor kan staan. Bovendien staat dwergroest weer model voor plantenziekten als meeldauw, tarweroest en zonnebloemroest.
‘Al die ziekten zijn het werk van gespecialiseerde schimmels die je meestal maar bij één of twee plantensoorten tegenkomt’, zegt Rients Niks. ‘Dwergroest is niet zo’n verschrikkelijk belangrijke ziekte. Andere schimmels, zoals pindaroest en zonnebloemroest, veroorzaken meer schade.’
Vandaar het onderzoek van Thierry Marcel MSc, die in mei 2007 zal promoveren en voor wie Niks optreedt als co-promotor. Marcels onderzoek betreft de weerstand tegen dwergroest in een aantal genetisch verschillende gerstplanten. Binnenkort verschijnt een deel van dat onderzoek in het tijdschrift Theoretical and Applied Genetics.
Wat er op moleculair niveau precies gebeurt als dwergroest de cellen van gerst binnenkomt, is nog niet bekend. Wel is duidelijk dat ziektekiemen planten kunnen infecteren als ze het afweersysteem kunnen uitschakelen. De genetische kaart vertelt welke onderdelen van de cel bij dat afweersysteem betrokken zijn.
Het grote aantal plekken in het genoom dat betrokken is bij de weerstand tegen dwergroest verleidde Niks tot zijn ‘pincode-theorie’. ‘Het is een metafoor die ik in mijn hoofd heb, waarmee ik probeer te begrijpen hoe de schimmel de cel in kan komen’, zegt Niks. ‘Die twintig plekken in het DNA corresponderen met een cijfercode, waarvan je er minstens een aantal correct moet intikken om een gebouw in te komen zonder dat het alarm afgaat. Als de schimmel de juiste code in zijn genoom heeft, lukt hem dat. Anders niet.’

Re:ageer