Bai was in 1997 al docent aan de lokale landbouwuniversiteit van Henan, maar besloot tijdens een bezoek aan Wageningen dat ze beslist biotechnologie moest gaan studeren. Ze begon als visiting scholar, haalde een masters biotechnologie cum laude, en wist vervolgens een promotieplek in de wacht te slepen. Onderwerp van onderzoek was resistentie van tomaat tegen een meeldauwschimmel, die in de jaren tachtig in Nederland uit het niets was opgedoken en de tomatenteelt wereldwijd in problemen bracht. “Meeldauw is de belangrijkste reden dat er nog bestrijdingsmiddelen in de Nederlandse tomatenteelt worden gebruikt”, zegt Bai.
Schimmelpluis
In de tomatenkas is de schimmel te zien als pluizige vlekken op de bladeren van de planten. “Wilde tomatensoorten uit Zuid-Amerika zijn wel resistent tegen de schimmel”, legt Bai uit, “maar die verschillen sterk van de gecultiveerde tomaten: ze hebben kleine vruchten die vaak niet eens rood kleuren.”
Het doel van Bai’s onderzoek was om uit te zoeken welke genen in de wilde planten de resistentie veroorzaken, en hoe. Ze begon de resistentie uit de wilde soorten in te kruisen in het wel vatbare tomatenras Moneymaker. Of de nakomelingen resistent waren, was gemakkelijk te zien aan de afwezigheid van schimmelpluis op de bladeren.
Waar het resistentiegen precies zat in het DNA van de plant, bepaalde Bai met hulp van ‘merkers’, karakteristieke, korte stukjes DNA waarvan de locatie in het genoom bekend is. Bij een kruising tussen twee tomatenplanten wordt het DNA van de ouders willekeurig verdeeld over de nakomelingen. Merkers die consequent aanwezig zijn in resistente planten en afwezig in vatbare planten, zitten dus blijkbaar in de buurt van resistentiegenen. Omdat de locatie van de merkers bekend was, kon Bai zo de locatie van de resistentiegenen vinden. Met behulp van de merkers kweekte ze ook ‘Bijna Isogene Lijnen’, die genetisch bijna identiek zijn aan Moneymaker maar wel een extra resistentiegen bezitten.
Vóór Bai begon, waren er twee resistentiegenen bekend, Ol-1 en Ol-3. “Nu hebben we drie resistentiegenen in kaart gebracht en drie QTL’s”, zegt Bai met enige trots. QTL’s (van Quantitative Trait Locus) zijn een soort biomoleculaire teamspelers: ze geven ieder apart slechts een gedeeltelijke resistentie, maar gezamenlijk kunnen ze wel voor volledige resistentie zorgen. Met QTL’s is het veel lastiger kweken, maar er is veel bewijs dat ze veel langduriger resistentie tegen de schimmel geven dan de monogene resistenties, die op één gen gebaseerd zijn.
Wetenschappelijk interessant vond Bai het uitzoeken van de werking van de resistenties. Cellen van tomatenplanten met de monogene resistenties, zoals Ol-1, bleken overgevoelig: zo gauw ze in aanraking komen met de schimmel gingen ze dood, zodat de schade lokaal beperkt bleef. Tomatenplantencellen met het al eerder gevonden gen Ol-2 kregen een verdikte celwand, vermoedelijk om de schimmel buiten te houden. Inmiddels is Bai als postdoc bezig de DNA-volgorde te bepalen en de werking van de genen nog nauwkeuriger te onderzoeken.
“Ik vond dit vooral zo’n leuk project omdat je theorie zo direct gekoppeld was aan toepassingen”, zegt ze. De gekweekte meeldauwresistente Moneymaker-tomaten zijn aantrekkelijk voor de tomatenkwekers die in het STW-project deelnamen. Deze kweekbedrijven hebben onderzoekcentra over de hele wereld. Bai maakte er gebruik van om te bepalen hoe effectief de resistenties werken op verschillende plaatsen in de wereld, met ook verschillende lokale meeldauw-varianten. Dit is weer handig om te weten voor de gebruikers om de beste veredelingsstrategieën op te stellen. Bai: “Zij beschikken over de lijnen, en kunnen ermee verder kweken, maar hoe ver ze daar nu mee zijn weet ik niet. Dat is hun bedrijfsgeheim.”
Duizenden tomatenplanten
Bai kan zich daar iets bij voorstellen, want in kweken gaat heel wat tijd en moeite zitten. Duizenden en duizenden tomatenplanten gingen door haar vingers, vertelt de boerendochter als ze in haar kassen rondloopt en de planten inspecteert. Met een pincet opent ze behendig de behuizing van de meeldraden van de planten om het stuifmeel op de stamper van een andere plant te brengen. “Gelukkig houd ik van het werk”, zegt ze.
Alleen toen kort na elkaar buiten haar schuld twee generaties tomatenplanten het loodje legden, heeft Bai het even somber in gezien. “Toen heb ik gezegd: ik wil een vakantie, en verlenging”, zegt ze lachend. Dat laatste heeft ze ook gekregen.
Voorlopig wil de onderzoekster nog een paar jaar in Nederland blijven. “Ik voelde me hier meteen al thuis: de open, tolerante atmosfeer en de kritische maar stimulerende omgeving. Oke, ook hier is bureaucratie, maar hier is je succes voornamelijk afhankelijk van je prestaties, niet van relaties met de directeur”, steekt ze haar gastland een hart onder de riem. “China ontwikkelt zich heel snel, maar met uitzondering van Beijing of Shanghai is het wetenschappelijk niveau lager en zijn de faciliteiten nog altijd minder dan in Nederland.”
De artikelen in de brochure Technologisch Toptalent 2005 werden geschreven door wetenschapsjournalist Bruno van Wayenburg.