Agressieve bananenschimmel in de kraag gevat

Bananenplanten over de hele wereld verwelken door de panamaziekte. Amsterdamse biologen vonden een eiwit dat de verantwoordelijke schimmel zo agressief maakt. Hoe meer kennis van de schimmel, hoe meer kansen hem te stoppen.
2183384454 f2fe58e2f3 o
Bananen worden op grote schaal verbouwd in gebieden in Afrika, Azië en Zuid-Amerika.

Het schap van de supermarkt ligt elke dag vol met smakelijke bananen. Ondertussen woedt er op plantages wereldwijd een ziekte die de planten doet verwelken. De vrees dat we straks dag moeten zeggen tegen ons banaantje is reëel, volgens deskundigen.

Biologen proberen de schimmel die de verwelking veroorzaakt tegen te houden. Ze speuren zijn genen en eiwitten af, op zoek naar de oorzaken van dat enorme ziekmakend vermogen. De onderzoeksgroep van hoogleraar Martijn Rep van de Universiteit van Amsterdam schoot onlangs raak: ze ontdekten een eiwit dat de bananenschimmel erg agressief maakt. Schimmels waarin het gen dat codeert voor dit eiwit is stilgelegd, richten lang niet zoveel schade aan. Dat rapporteren de Amsterdammers samen met collega’s uit Indonesië en de Wageningen Universiteit 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 commercieel geteelde 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 Zuid-Oost 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

Gelukkig weten we nu wat meer over het wapenarsenaal van 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.

112595227 35d1841c16 o
Tomatenplanten verwelken soms door een verwante schimmelziekte. Tomaten hebben echter een immuunreceptor die bepaalde schimmeleiwitten kan herkennen. Bananen hebben zo’n receptor niet.

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: de schimmel wordt niet op tijd herkend.”

Tomaten hebben een immuunreceptor dat het Six1-eiwit herkent. Zo’n receptor zit op het celoppervlak. Als het passende eiwit 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.”

K7725 1 sm
Fusarium oxysporum maakt in de bananenplant zwamdraden aan die het transport van vocht dwarsbomen. De plant wordt geel en verwelkt.

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.”

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink, en hoort bij het thema Voedsel produceren op Biotechnologie.nl.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden