Je leest:

Zwarte Sigatoka schimmel belaagt bananenteelt. Verdwijnt de banaan van ons menu?

Zwarte Sigatoka schimmel belaagt bananenteelt. Verdwijnt de banaan van ons menu?

Auteur: | 23 september 2003

Bananenplantages in Afrika, Azië en Midden Amerika worden ernstig bedreigd door de zwarte Sigatoka ziekte, veroorzaakt door de schimmel Mycosphaerella fijiensis. De Cavendish exportbanaan die wij dagelijks bij ons ontbijt of lunch nuttigen zou wel eens van ons menu kunnen verdwijnen als er niet snel iets gebeurt.

Mondiaal is de banaan de meest populaire vrucht, en na rijst en tarwe het belangrijkste voedsel dat gegeten wordt. Voor ontwikkelingslanden in tropen en subtropen zijn bananen naast dagelijks voedsel (90% van de productie) ook een belangrijk exportproduct dat geteeld wordt in grote plantages die vaak door multinationale ondernemingen worden gerund. Bananen zijn het hele jaar te koop in alle westerse supermarkten.

De banaan telt wel meer dan 300 soorten. De Cavendish banaan die wij in Nederland eten is triploïd (AAA) en is het resultaat van een genetisch "foutje’ ontstaan in de diploïde soort Musa acuminata (AA). Dit betekent dat hun kernen drie sets chromosomen in plaats van twee bevatten, waardoor de Cavendish banaan steriel is en geen zaden voortbrengt. Andere bananencultivars (rassen) zijn ontstaan uit de soort Musa balbisiana (BB), terwijl de meeste cultivars van de bak-, kook- en dessertbanaan die in Azie, Afrika en Midden Amerika door de plaatselijke bevolking worden geteeld, triploïde hybriden zijn van beide soorten (AAB, ABB enzovoort).

Schimmels hebben al meer dan 100 jaar enorme schade aangericht in de bananenteelt. De steriele diploïde Cavendish banaan wordt vermeerderd via stekken en is dus genetisch identiek. Juist om deze reden is de banaan zo vatbaar voor schimmels en andere plantenpathogenen. De meeste landbouwgewassen hebben een veel bredere genetische basis omdat ze veredeld zijn op resistentie tegen ziekten door kruising met resistente wilde verwanten. Door de jaren heen is de banaan bedreigd door twee economisch belangrijke schimmelziekten, een wortelpathogeen ( Fusarium oxysporum f.sp. cubense) de veroorzaker van de Panama ziekte en een bladpathogeen ( Mycosphaerella fijiensis) de veroorzaker van de zwarte Sigatoka ziekte.

De laatste schimmel is momenteel zo agressief dat er bijna niets meer tegen te doen valt wanneer niet snel wordt ingegrepen. Deze ziekte kan alleen maar bestreden worden met fungiciden, maar hiertegen ontwikkelt de schimmel in snel tempo resistentie. Bananen worden wel 50 keer per jaar met deze fungiciden bespoten om ze te beschermen tegen de schimmel. Er moeten steeds meer verschillende fungiciden en hogere concentraties worden gebruikt om de schimmel te lijf te gaan. Klassieke veredeling op ziekteresistentie, genoomonderzoek en het opsporen van natuurlijke resistentiegenen in de banaan is noodzakelijk om de locale bananenteelt in ontwikkelingslanden en de export van de banaan zeker te stellen.

Afbeelding 1. Banaan met typische symptomen van de Panama ziekte, veroorzaakt door de schimmel Fusarium oxysporum f.sp. cubense. De schimmel verstopt de vaatbundels (bruin gekleurd) waardoor het watertransport geremd wordt, de banaan verwelkt en uiteindelijk afsterft.

Twee schimmelziekten van de banaan

De Panama ziekte

De eerste belangrijke schimmelziekte die de bananenteelt in de negentiende eeuw reeds bedreigde was de zogenaamde Panama ziekte, vernoemd naar het land waar de ziekte voor het eerst de kop op stak. De ziekte wordt veroorzaakt door de schimmel Fusarium oxysporum f.sp. cubense, en komt momenteel voor in de bananenteelt over de hele wereld. De schimmel komt voor in de grond en dringt de houtvaten (zie afbeelding 1) van de wortels binnen waar hij met zijn mycelium(schimmeldraden) en sporen het watertransport belemmert waardoor bovengrondse bladeren geel worden en verwelken. Een dergelijke schimmel wordt ook wel een vaatparasiet genoemd. Hij produceert ook toxinen die het gehele functioneren van de plant belemmeren.

Al aan het begin van de 19e eeuw werd de bananencultivar Gros Michel, door Fransen ontdekt in Zuid-Oost Azië. Stekken van deze cultivar werden over tropische gebieden van de gehele wereld verspreid en in 1890 werd de Fusarium ziekte voor het eerst waargenomen in Panama. Sindsdien heeft de schimmel zich langzaam verspreid over de gehele wereld. Omdat deze schimmel in de bodem kan overleven en er aanvankelijk geen fungiciden beschikbaar waren, was na de uitbraak van de ziekte de enige oplossing de besmette plantage te verlaten en een nieuwe plantage te beginnen. Vooral in Centraal en Zuid Amerika werden oerwouden ontgonnen voor het stichten van nieuwe bananenplantages.

In de jaren 60 werd in Taiwan de Cavendish cultivar gevonden die resistent was tegen Fusarium, en goed van smaak. Hij verdrong de cultivar Gros Michel volledig. Sindsdien zijn er echter nieuwe varianten van de schimmel gevonden die resistente bananen weer konden aantasten. Momenteel is er geen enkele bananencultivar bekend die volledig resistent is tegen alle stammen van de schimmel. Er is dus sprake van een ware wedloop tussen schimmel en plant. Omdat de gecultiveerde banaan triploïd en steriel is, kan hij niet teruggekruist worden met wilde diploïde zaadzettende bananen waarin resistentiegenen zitten.

Momenteel wordt de ziekte bestreden door gezonde bananenstekken te gebruiken die in maagdelijke gezonde gronden geplant worden, waarbij er zeer nauwlettend op wordt toegezien dat de grond niet besmet raakt met zieke grond of irrigatiewater van zieke grond. Omdat de schimmel niet zonder zuurstof kan, kan hij gedeeltelijk bestreden worden door bananenplantages onder water te zetten of er een tijdlang “natte” rijst te telen op besmette plantages. In landen als Costa Rica is tussen 1923 en 1941, vanwege deze schimmelziekte, de bananeneelt gedecimeerd.

Afbeelding 2. Typische symptomen veroorzaakt door de Zwarte Sigatoka schimmel, Mycosphaerella fijiensis. De schimmel geeft zwarte strepen op het blad van de bananenplant die uiteindelijk volledig afsterft.

De zwarte Sigatoka ziekte

Een mogelijk nog ernstiger ziekte is de zwarte Sigatoka ziekte. Deze ziekte wordt veroorzaakt door de schimmel Mycosphaerella fijiensis die de bladeren van banaan aantast waarop eerst geelzwarte vlekken ontstaan waarna de bladeren en vervolgens de gehele plant afsterft (zie afbeelding 2). De schimmel is voor het eerst ontdekt in de Sigatoka vallei op de Fiji eilanden in 1963, maar kwam toen waarschijnlijk al in heel Zuid-Oost Azië voor. Op het westelijk halfrond werd hij voor het eerst aangetroffen in 1972 in Honduras, en in 1973 in Zambia, maar momenteel komt hij op alle plantages over de hele wereld voor.

De bestrijding van de zwarte Sigatoka ziekte

Vanaf de jaren 70 werd de agressieve schimmel bestreden met verschillende fungiciden. Wanneer een middel niet meer werkte, werd een ander nieuw middel ingezet waarvan de behandelingsfrequentie en de concentratie steeds verder opgevoerd moest worden. Wanneer het nieuwe middel weer onwerkzaam was geworden, moest wederom naar een ander middel of mengsels van verschillende middelen gezocht worden. Momenteel worden de zogenaamde ergosterol biosynthese remmers gebruikt vaak gemengd met “oude middelen” waarvan het aantal bespuitingen tot soms 50 per jaar is opgelopen. De zo ontstane selectiedruk verhoogt het ontstaan van stammen van de schimmel die steeds resistenter worden tegen deze middelen waardoor het middel uiteindelijk onwerkzaam wordt (vergelijk het ontstaan van antibioticum resistente bacteriën in ziekenhuizen).

Plaatselijk is de schimmel niet meer te bestrijden of is de bestijding economisch onrendabel geworden vanwege de hoge kosten. Momenteel wordt niet alleen de exportbanaan bedreigd maar ook de kook-, bak en dessertbanaan die voor de plaatselijke bevolking in de tropen een onmisbare voedselbron is. Bovendien beschikt zij niet over bestrijdingmiddelen of deze bestrijdingsmiddelen zijn eenvoudigweg te duur. Kortom het voortbestaan van bananenteelt wordt ernstig bedreigd. Het is een eenzijdige strijd tussen schimmel en plant.

De toekomst van de bak-, kook en dessertbanaan in de tropen en subtropen

De hoge kosten van bestrijding van de schimmel of het niet kunnen beschikken over deze dure fungiciden door de kleine boer en het steeds groter wordend probleem in de plantages voor de exportbanaan, dwingt ons te zoeken naar alternatieven. Ontwikkeling van resistente productieve cultivars zou de beste oplossing zijn voor zowel de plantages van de plaatselijke bevolking als voor de exportplantages. Hierdoor zou de banaan over de hele wereld op het menu kunnen blijven.

De Cavendish exportbanaan is echter zo vatbaar dat de schimmel alleen met fungiciden bestreden kan worden. Van bak-, kook- en dessert banaan zijn er wel resistente cultivars, maar deze zijn vaak van mindere kwaliteit en geven een lagere opbrengst dan de gangbare cultivars. Er zijn door bananenveredelaars in Honduras nieuwe hybriden ontwikkeld. Een aantal van deze hybriden bleek niet alleen een goede opbrengst te geven maar was ook resistent tegen een aantal populaties van schimmels die de Panama ziekte en de zwarte Sigatoka ziekte veroorzaken. Ze blijken echter niet te voldoen aan de hoge standaard die vereist is voor de exportbanaan. Ze zijn vooral aangepast aan de locale teeltomstandigheden in Oost Afrika, Midden en Zuid Amerika.

Toch zullen de producten van deze veredelingsprogramma’s in de toekomst belangrijk blijven voor duurzame locale bananenteelt in ontwikkelingslanden omdat ze redelijk resistent zijn tegen genoemde schimmels waardoor de plaatselijke boeren minder afhankelijk zijn van dure fungiciden om de schimmels te bestrijden. De exportbanaan Cavendish is hier echter niet mee gered, terwijl export van bananen voor deze landen wel belangrijk is voor het verkrijgen van de nodige deviezen.

Kan genomics-onderzoek de banaan redden?

Of nieuwe hybriden uiteindelijk Cavendish zullen vervangen is de vraag, omdat de teelt en infrastructuur van plantages helemaal is toegespitst op deze hoogwaardige cultivar. Maar als de bestrijding gaat falen, en zelfs de meest intensieve bestrijding niet meer helpt of niet meer rendabel is, zou de exportbanaan wel eens kunnen verdwijnen. Bovendien is het intensieve fungicidengebruik bij de exportbanaan door de handelaren en consumenten in de importerende landen ongewenst in verband met een te hoog gehalte aan fungiciden residuen, en daarmee samenhangende negatieve effecten op voedselveiligheid en milieu.

In 2001 is er een internationaal banaan genomics consortium gestart onder leiding van Frison om het genoom van een wilde banaan binnen vijf jaar te sequensen. Dit gebeurt in samenwerking met het instituut voor genoom onderzoek (TIGR) dat ook al de genomen van Arabidopsis en rijst heeft gesequenst. Wanneer alle genen van banaan bekend zijn, dan kunnen op grond van homologie met resistentiegenen uit Arabidopsis, rijst en tomaat, de resistentiegenen in banaan worden geïdentificeerd en worden ingezet tegen de hierboven genoemde schimmels. Deze resistentiegenen kunnen dan via genetische modificatie overgebracht worden naar stekken van locale cultivars en Cavendish, de exportbanaan.

Multinationals zijn echter beducht voor de negatieve effecten die genetische modificatie van banaan bij de consumenten zou kunnen oproepen. Hierdoor durven bedrijven zoals Chiquita niet te investeren in een gemanipuleerde banaan. Toch vormt banaan een ideale kandidaat voor genetische modificatie. De structuur en functie van resistentiegenen uit andere planten is reeds bekend en de resistentiegenen van banaan kunnen via genoomsequencing snel geïdentificeerd worden om ze vervolgens over te brengen naar bijvoorbeeld Cavendish. De genen die overgebracht worden zijn volkomen natuurlijk: ze komen uit een wilde banaan en gaan in een commerciële banaan. Bovendien is de gemodificeerde banaan steriel en kan geen zaad produceren dat zich kan verspreiden. Het gebruik van milieu-belastende fungiciden kan sterk verminderd worden en de ontwikkelingslanden kunnen bananen blijven telen, waardoor de voedselvoorziening en export gewaarborgd blijven.

Bronnen

Yarwood, C.E. Man-made plant diseases. Science 168, 218-220.

Su, H., Hwang, S., and Ko, W. (1986). Fusarial wilt of Cavendish banana in Taiwan. Plant Disease 70, 814-818.

Waterworth, H.E., and White G.A. (1982). Plant introductions and quarantine: the need for both. Plant Disease 66, 87-90.

Rhodes, P.L. (1964) A new banana disease in Fiji. Commonwealth Phytopathological News 10, 38-41.

F. Pearce (2003). Going bananas. New Scientist 18-01-2003

Voor vragen of opmerkingen n.a.v. dit artikel kunt u mailen met:

Dit artikel is een publicatie van Nederlands Instituut voor Biologie (NIBI).
© Nederlands Instituut voor Biologie (NIBI), sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 23 september 2003

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.