Blog: Resistentie en vatbaarheid

Ergens in het midden van de 20e eeuw maakte Harrold Flor een belangrijke ontdekking, met grote gevolgen voor de manier waarop we in de laatste 50 jaar naar veredeling van resistentie eigenschappen kijken. Meneer Flor is de grondlegger van de 'gen-voor-gen' theorie. Een gen is een stukje DNA dat een eiwit kan maken. Dus 'stukje DNA- voor -stukje DNA-theorie', maar dat bekt wat minder lekker.

De theorie schetste het beeld van een bijzondere dans tussen plant en belager, waarin de plant probeert de belager te spotten en de belager probeert in de dans te ontspringen. In het simpelste geval is het 1 gen in de plant die het spotten doet. Dit zijn de zogenaamde resistentie (R ) genen. Deze R genen maken eiwitten die op de buitenkant van plantcellen de boel in de gaten houden. Mocht er dan een eiwit van een belager gespot worden, zeg een bacterie of schimmel, dan wordt er aan de bel getrokken. Vaak met lokale celdood als gevolg.

De meeste resistenties die we in de veredeling van planten gebruiken, zijn gebaseerd op R genen. Ze worden met moeite door fytopathologen opgespeurd door grote aantallen planten te testen. Resistente planten worden gekruist met vatbare planten om uiteindelijk te achterhalen waar op het genoom de resistentie zit. Dit stukje genoom met het R gen erin wordt dan veredeld in elite materiaal in een proces dat vaak jaren duurt. Er zitten echter nadelen aan R gen gemedieerde resistentie;

De specificiteit van resistentie genen
De meeste R genen zijn erg specifiek. Ze herkennen vaak maar 1 soort belager en soms zelfs alleen maar een bepaalde fysio van zo'n belager. Sommige complexe ziekten, zoals valse meeldauw, komen voor in tientallen actieve fysio's. En vaak heb je een opeenstapeling van vele verschillende R genen nodig om volledige resistentie te krijgen tegen het hele arsenaal aan valse meeldauw in het veld.

De breekbaarheid van resistentie genen
Gekoppeld aan deze specificiteit schuilt een ander probleem achter het gebruik van R genen; het creëert een sterke evolutionaire selectiedruk op belagers om nieuwe eiwitten te maken die de dans ontspringen. Die niet gespot worden door het huidige arsenaal aan R genen. Dit wordt doorbraak van resistentie genoemd. Soms duurt dat een halve eeuw en soms is het binnen een aantal maanden al gebeurd.

Vatbaarheidsgenen als oplossing
Een geheel andere aanpak om belagers een stap voor te zijn, is gebaseerd op zogenaamde 'vatbaarheidsgenen', of S-(susceptibility) genen. Dit zijn genen in de plant die helemaal niet als doel hebben om een belager te spotten. Zij doen vaak iets anders cruciaals voor de plant. Door S-genen uit te schakelen verliest de plant haar vatbaarheid en wordt het dus via deze weg 'resistent'. Niet omdat het de belager herkent, maar omdat een andere functie in de plant niet meer werkt. Een functie die voor de belager wellicht cruciaal was. De taak aan de veredeling om er dan wel voor te zorgen dat wij nog steeds trek hebben in de planten en dat blijkt soms knap lastig.

Bron: Manus Thoen