Bananenplanten over de hele wereld verwelken door de panamaziekte. Amsterdamse biologen vonden een eiwit dat de verantwoordelijke schimmel zo agressief maakt. De onderzoeksgroep van hoogleraar Martijn Rep van de Universiteit van Amsterdam rapporteren samen met collega’s uit Indonesië en de Wageningen Universiteit over hun ontdekking in het vakblad Plos One.
Bedreigde plantages
In de jaren vijftig aten we nog de Gros Michel, op dat moment de meest geteelde bananensoort ter wereld. Tot de plantages in Midden- en Zuid-Amerika de Panamaziekte over zich heen kregen. De groene bladeren werden geel en de planten verwelkten. De schimmel, die de verwoesting aanricht, is de in de grond levende Fusarium oxysporum. Via de wortels dringt hij bananenplanten binnen. Gros Michel was gevoelig voor de schimmel en verdween van de plantages. Daarvoor in de plaats gingen boeren de Cavendish telen, een type dat resistent was tegen Fusarium.
Alle bananen zijn tegenwoordig van het ras Cavendish. Die planten zich alleen voort als er een stekje van wordt genomen. De bananen zijn daarom allemaal klonen van elkaar. Erg handig is dat niet. Als de schimmel weet door te dringen tot de Cavendish, zitten we met de gebakken peren. Dan zijn in één klap alle bananenplantages ter wereld vatbaar. Zoiets gebeurt op dit moment. Cavendish was resistent tot er in de jaren tachtig een nieuwe variant van Fusarium opdook in Taiwan met de naam TR4. Deze schimmel verspreidde zich daarna over Zuidoost Azië. Inmiddels is TR4 ook daarbuiten gedetecteerd, onder andere in Mozambique en Noord-Australië. In theorie kan deze ziekteverwekker alle bananen die we telen infecteren.
Afkijken bij tomaten
Door de ontdekking van de Amsterdamse biologen is nu meer bekend over de beruchte schimmel. Rep en zijn collega’s kwamen een essentieel eiwit op het spoor via een verwante schimmelziekte die tomaten laat verwelken. Eerder troffen ze in het sap van geïnfecteerde tomatenplanten kleine schimmeleiwitten aan. Een eiwit met de naam Six1 bleek sterk bij te dragen aan de verwelking van tomaten. Een schimmel zonder Six1 besmet de tomatenplant wel, maar die wordt er minder ziek van. Na even speuren in de bananenschimmel kwamen de onderzoekers een vergelijkbaar eiwit tegen.
In een experiment besmetten ze een deel van de bananenplanten met de gewone bananenschimmel. Een ander deel van de planten werd blootgesteld aan de schimmel waarin het ‘agressieve’ gen was stilgelegd. De proef liep zoals verwacht: de eerste groep planten werd ziek. Bladeren verkleurden geel en verwelkten. In de tweede groep stonden de planten er relatief gezond en met groene bladeren bij. “De schimmel zonder het eiwit veroorzaakt wel wat symptomen, maar veel minder”, zegt Rep.
Immuun tegen de ziekte
Zonder het Six1-eiwit is Fusarium dus lang zo agressief niet. Wat moet er nu gebeuren om de panamaziekte te stoppen? De beste manier om een ziekte te beheersen in de landbouw is om een plant immuun te maken, legt Rep uit. “Planten hebben een uitgebreid immuunsysteem, alleen faalt dat als de schimmel niet op tijd wordt herkend.”
Tomaten hebben een immuunreceptor dat het Six1-eiwit herkent. Zo’n receptor zit op het celoppervlak. Als het passende eiwit zich eraan bindt, wordt er een afweerreactie in gang gezet. Cavendish heeft deze receptor niet. Daardoor is de banaan niet immuun voor de ziekte. “Wellicht kunnen we zo’n receptor vinden in wilde bananensoorten die wel resistent zijn tegen Fusarium”, zegt Rep. Dan moet je hem wel in de Cavendish weten te krijgen, wat via klassieke veredeling geen simpele klus is. De Cavendish zelf is niet te kruisen omdat hij geen zaadjes heeft. Rep: “Een andere is om de immuunreceptor van tomatenplanten over te zetten in bananenplanten. Theoretisch zou dat moeten werken.”
Genetische modificatie
De Amsterdamse studie is deel van een groter samenwerkingsverband om de Cavendish te beschermen tegen de Panamaziekte, geleid door hoogleraar Gert Kema van de Wageningen Universiteit. Vorig jaar maakte hij samen met Australische onderzoekers via genetische modificatie een banaan die ongevoelig is voor de Panamaziekte. In het Nature Communications beschreven ze hoe ze een gen uit een wilde bananensoort inbrachten in de Cavendish. Daarna liet een veldproef zien dat genetisch gemodificeerde bananenplanten de dodelijke schimmel weerstaan.
Wetenschappers slaan meerdere richtingen in om onze geliefde banaan veilig te stellen. De panamaziekte is ook niet de enige dreiging voor de bananenteelt. De Zwarte Sigatokaziekte, ook veroorzaakt door een agressieve schimmel, teistert de plantages eveneens. “Deze schimmel tast bovengrondse delen van de bananenplant aan, zoals de bladeren”, legt Rep uit. Boeren spuiten daarom intensief met fungiciden om hun oogst te redden, maar de schimmel raakt resistent tegen de middelen. “In het geval van Zwarte Sigatokaziekte wil je het liefst ook werken via immuniteit”, aldus Rep. Oftewel: zorgen dat de plant het ziekmakende eiwit herkent. “Jammer genoeg is er niet één ding dat we kunnen veranderen aan de Cavendish om hem te beschermen tegen beide ziektes.”
Bron: EOS