Schimmel krijgt koekje van eigen deeg

Door de schimmel Fusarium graminearum veroorzaakte aarziekte in graan. Foto: Hongwei Wang / Science

Het gen dat tarwe duurzaam resistent maakt tegen de gevreesde fusariumschimmel blijkt zelf in het wild door een schimmel te zijn overgedragen.

‘Prachtig, schitterend. Dit is echt een mooi voorbeeld hoe gewoon in de natuur iets is gebeurd waar actievoerders tegen transgene gewassen jarenlang tegen te hoop lopen. Genetische modificatie vindt ook gewoon plaats in het wild, soms zonder dat wij het in de gaten hebben’, zegt de Wageningse plantenziektekundige Gert Kema. Hij doelt op de publicatie waarin Chinese plantenwetenschappers aantonen dat een succesvol resistentiegen tegen fusariumschimmels in transgene tarwegewassen oorspronkelijk en in het wild al door een andere schimmel aan een plant is doorgegeven (Science, 10 april). Een situatie waarbij schimmels door horizontale genoverdracht dus via een omweg een koekje van eigen deeg krijgen.

De ontdekking komt voort uit een gebruikelijke tactiek die plantenveredelaars toepassen om gewassen te wapenen tegen ziekten en plagen: in de natuur op zoek gaan naar een wilde verwant die van nature hiertegen resistent blijkt. In dit geval betreft het de aarziekte fusarium head blight , een schimmelziekte die wereldwijd in tarwegewassen grote schade veroorzaakt. Het schimmelgeslacht Fusarium staat in de top vijf van meest bedreigende plantenziekten ter wereld. Het levert naast grote problemen in de teelt van granen ook grote oogstschade op in de teelt van bijvoorbeeld sla, bollen en bananen.

‘Genetische modificatie vindt ook gewoon plaats in het wild’

De Chinese onderzoekers vonden in de aan tarwe verwante wilde grassoort Thinopyrum elogatum het resistentiegen Fhb7 , dat brede resistentie geeft tegen meerdere Fusarium-schimmels. Hiermee blijkt tarwe na genetische modificatie duurzaam resistentie te verkrijgen tegen de aarziekte. Uit genetische analyses leiden de onderzoeker af dat er nergens in het plantenrijk een gen voorkomt dat homoloog is aan Fhb7 . Zo’n homoloog blijkt wel aanwezig in de schimmel Epichloë aotearoae die endofytisch in de wilde grassoort leeft. Dit betekent volgens de onderzoekers dat het resistentiegen dus tijdens de nauwe samenleving door horizontale genoverdacht in het genoom van de plant terecht is gekomen.

‘Voor zover ik weet is dit inderdaad uniek. Horizontale genoverdracht komt veel voor tussen bacteriën onderling, soms tussen schimmels onderling en af en toe tussen bacteriën en planten, maar tussen schimmels en planten is het nauwelijks beschreven’, stelt Kema. De resistentie is extra interessant omdat bezit van het gen betekent dat planten de mycotoxines die fusarium-schimmels aanmaken zelf kunnen ontgiften. ‘Daarmee is het gen dus wellicht breder toepasbaar’, constateert Kema, die zelf vooral aan fusariumziekten in banaan werkt.

De nu ontdekte horizontale genoverdracht is volgens Kema overigens niet het meest dramatische voorbeeld dat genetische modificatie eigenlijk overal om ons heen plaatsvindt. ‘Je hebt ook spectaculaire hybridisaties. Neem bijvoorbeeld tarwe, dat is een natuurlijke samensmelting van drie verschillende complete genomen en het graangewas triticale is een echte man made crop door de genomen van rogge en tarwe samen te voegen. Nooit iemand gehoord die er bezwaar tegen maakt. ‘

Over dit onderzoek publiceerde Science op 10 april ook een nieuwsartikel.

[De laatste alinea is vanwege ruimtegebrek niet in druk verschenen, GvM, 10 april 2020]