Je leest:

Zandraket uitgerust met geurgenen

Zandraket uitgerust met geurgenen

Auteur: | 30 september 2005

Wageningse onderzoekers hebben een zandraket zo aangepast dat de plant via een geursignaal bodyguards roept die bescherming bieden tegen vraat.

De vijand van mijn vijand is mijn vriend. Ook in de entomologie. Tuinders van bijvoorbeeld paprika’s, tomaten en komkommers gebruiken dat machiavellistische gegeven bij de bestrijding van spintmijt ( Tetranychus urticae). Ze zetten de roofmijt ( Phytoseiulus persimilis) uit, die eet spintmijt en beschermt zo de bedreigde gewassen. Chemische bestrijding wordt overbodig.

De roofmijt spoort de spintmijt snel op doordat de aangetaste gewassen een chemisch noodsignaal uitzenden, ze maken geurstoffen aan waar de roofmijt op af komt. In Science van vorige week beschrijven Wageningse biologen hoe ze de zandraket genetisch hebben aangepast om dit geursignaal uit te zenden. Het resultaat maakt het wellicht mogelijk nog meer gewassen beter te beschermen tegen de spintmijt.

Het achterliggende idee is natuurlijk dat wat de natuur zelf al geregeld heeft, biologen niet opnieuw hoeven uit te vinden. Het was daarom een logische gedachte om de genen voor geurstoffen waarmee planten bodyguards roepen, in te bouwen in een andere plant. Modelorganisme Arabidopsis dient zich dan al snel aan om te bewijzen dat het principe haalbaar is.

En haalbaar is het, bewijzen de Wageningers. Het inbouwen van het aarbei-enzym nerolidol-synthase in de mitochondria van de zandraket leidde tot de productie van twee soorten terpenen, nerolidol en DMNT. Allebei bekende geurstoffen die planten aanmaken na vraatschade.

Y-buis

De volgende stap is aantonen dat de geurstoffen inderdaad de bodyguard, de roofmijt te hulp roepen. De transgene planten worden daartoe vergeleken met wildtype planten in twee opstellingen. In de eerste, een Y-buis, mag een roofmijt in het lange eind van de Y-buis kiezen tussen twee mogelijkheden. Links ruikt hij een gewone plant, van rechts komt het vraatschade-geursignaal. Dit is geen moeilijke keus voor de roofmijt. In overweldigende meerderheid kiest hij voor de tak van de Y-buis waar het geursignaal vandaan komt.

De tweede opstelling staat iets dichter bij de natuur. Vier transgene en vier gewone zandraketplanten worden in een cirkel geplant en vervolgens krijgen honderd tot honderdvijftig roofmijten vanuit het midden van de achthoek de kans een plant uit te zoeken. Wederom kiest de meerderheid van de roofmijten voor de planten die het geursignaal uitscheiden.

‘Het effect van de terpenen is duidelijk’, zegt eerste auteur van het Science-stuk dr. Iris Kappers, van het Wageningse Laboratorium voor Entomologie, tevreden. Lastig aan het onderzoek was dan ook niet het aantonen dat de roofmijten afkomen op de transgene planten. Het maken van de transgene zandraket was moeilijker, omdat de geurgenen slechts mondjesmaat tot expressie komen.

Verder was het omslachtig om met gevoelige gaschromatografie aan te tonen dat de planten daadwerkelijk de ingebouwde geurstoffen maken. Kappers: ‘Soms was je drie dagen planten aan het screenen, om er achter te komen dat ze de week erna, als je experimenten wilde doen, geen geurstoffen meer produceerden.’

Het maken van de transgene zandraket is een eerste stap op weg naar een genetisch pakket dat gewassen beschermt tegen spintmijt. Het belangrijkste dat Kappers en collega’s nog zoeken is een schakel die ervoor zorgt dat de plant alleen het geursignaal uitzendt als de spintmijt zijn schadelijke werk doet. De transgene zandraketten zijn zo aangepast dat ze continu de geurstoffen maken – handig tijdens het experimenteren, niet erg nuttig in het wild. De plant roept voortdurend de roofmijt, terwijl er geen spintmijt te bekennen hoeft te zijn.

Schakel

‘We willen dan ook erg graag een spintmijt-geïnduceerde promotor hebben’, vertelt Kappers. De promotor schakelt een genetisch programma aan zodra de plant aangevallen wordt, en de plant produceert terpenen die de roofmijt lokken. Maar die promotor is nog niet bekend, het vervolgonderzoek concentreert zich op het vinden van die schakel.

Verder wil Kappers ook graag weten op welke geurstoffen de roofmijt nu precies afkomt. Het was bijvoorbeeld een verrassing dat ook nerolidol de roofmijt aan kan trekken. Entomologen concentreren zich vaak op één of enkele stoffen, maar in de praktijk scheiden planten altijd mengsels af. Omdat de geurstoffen moeilijk te synthetiseren zijn is het niet mogelijk simpelweg een verzameling geurstoffen te bestellen en daarmee proeven te doen. Het zal via de genetische weg moeten, waarbij planten zodanig aangepast worden dat ze de gewenste geurstoffen maken.

Kappers verwacht niet dat het onderzoek snel zal leiden tot het inbouwen van geurgenen in tuinbouwgewassen. Nog los van de technische haalbaarheid, ‘zit daar een hele discussie achter’, zegt ze eufemistisch. Het genetisch modificeren van voedselgewassen is nog steeds een heikel punt, dat steevast op felle kritiek van de milieubeweging kan rekenen.

Wel denkt Kappers dat de veredeling van gewassen hiermee een impuls kan krijgen. ‘Als we de genen kennen die betrokken zijn bij het uitzenden van het geursignaal, dan kunnen we in veredelingsprogramma’s rassen gaan selecteren die het hardst om hulp roepen.’

Dit artikel is een publicatie van Bionieuws.
© Bionieuws, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 30 september 2005

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.