Oratie prof. Govers
De aardappelziekte, valse meeldauw, sudden oak death en een zalmziekte zijn het resultaat van een groep minuscule, maar vernietigende organismen, de Oömyceten, die door hun veranderlijkheid en massale aantallen de afweerstellingen van plant en dier weten te veroveren. Chemische middelen vormen veelal de enige, maar tegelijk ongewenste remedie. Welk duurzaam perspectief biedt toekomstig onderzoek tegen deze plagen en mislukte oogsten? In haar inaugurele rede bij de aanvaarding van het ambt van persoonlijk hoogleraar aan Wageningen Universiteit gaat prof.dr.ir. Francine Govers in op de sporadische openingen die de ziekteverwekkers hebben gelaten en een strategisch aanknopingspunt vormen voor hun bestrijding.
De één tot tweeduizend soorten tellende groep micro-organismen Oömyceten ('ei-schimmels') zijn geen schimmels. Zelfs schimmels (en paddenstoelen) zijn meer verwant aan de mens dan aan deze organismen. Hun effect echter op gewassen en dieren is desastreus, zoals ondermeer blijkt uit de aardappelziekte die in 1845 via België Europa binnenkwam en na een snelle opmars de Grote Ierse Hongersnood veroorzaakte.
In haar inaugurale rede 'Dynamische ziekteverwekkers, wat we (willen) weten over oömyceten' gaat prof. Francine Govers in op het beperkte aantal strategieën dat voorhanden is om de ziekteverwekker, Phytophthora infestans ('de plantvernietiger'), de baas te blijven. Deze aanpak biedt tegelijk een kans om de hoeveelheid bestrijdingsmiddelen die bij aardappelen per hectare het hoogst is, te reduceren.
Het strijdtoneel speelt zich af op microscopische schaal, waar de ziekteverwekker zich een weg probeert te banen door de biologische verdedigingslinie van de gastheer, de aardappelplant. Met een speciale groep van eiwitten, de RXLR-effectoren attaqueert Phytophthora de plant. Het aanvalsarsenaal is groot en divers. Phytophthora beschikt over een assortiment van wel 560 RXLR-effectoren, zodat de kans groot is dat een geschikt wapen de plantendefensie doorbreekt. Bij een geslaagde aanval slaan de effectoren een bres in de verdediging door de afweer van de plant te onderdrukken. Daardoor is de weg vrij voor sporen van P. infestans die zich vervolgens tegoed doen aan voedingsstoffen en zich te vermenigvuldigen, met de dood van de plant tot gevolg. Wilde aardappelplanten zoals die in Zuid-Amerika voorkomen, zijn redelijk bestand tegen zulke aanvallen. Aardappel resistentie-eiwitten herkennen de indringers en blokkeren de opmars.
Via onderzoek, onder meer in Wageningen, zijn inmiddels meer dan tien resistentiegenen - die de resistentie-eiwitten aanmaken - geïdentificeerd. Van zeven is de bijbehorende RXLR-effector bekend. Als de herkenning niet 100% is, bijvoorbeeld doordat de RXLR-effector er net iets anders uitziet, ontsnapt de indringer en kan zich alsnog vermenigvuldigen. Zo weet de ziekteverwekker de uit wilde rassen ingekruiste resistentie na enige jaren te doorbreken.
Voorspellen
Fytopathologen proberen meer grip te krijgen op de interactie. De uitdaging is om te voorspellen of een aangetroffen stam een perceel met een resistent aardappelcultivar zal aantasten. Door monsters te nemen is met een DNA-chip te bepalen welke stammen er in het veld rondzweven, en hoe hun RXRL arsenaal eruit ziet, zodat vervolgens is vast te stellen welke aardappelcultivars geen last zullen ondervinden van Phytophthora en welke wel. Alleen in het laatste geval is spuiten nodig. Wanneer deze werkwijze operatief zal zijn hangt volgens prof. Govers af van de snelheid waarmee we nieuwe combinaties van resistentiegenen en RXLR-effectoren met al zijn varianten, kunnen identificeren.
Om niet op één paard te wedden richten onderzoekers zich ook op de zwakke schakels in de levenscyclus van Phytophthora en de genetische eigenschappen die uitsluitend bij oömyceten voorkomen. Zo is vastgesteld dat van een bepaald enzym, fosfolipase D, unieke vormen voorkomen in oömyceten. Juist deze vormen zijn ideale aangrijpingspunten voor de bestrijding omdat de specifieke remming ervan geen direct effect heeft op alle andere, nuttige organismen inclusief het gewas zelf.
Tenslotte wijst prof. Govers op een vorm van biologische bestrijding. Bodembacteriën van het geslacht Pseudomonas belagen de sporen van Phytophthora. De bodembacterie benut daarvoor een speciaal klein eiwit. De vraag is hoe dit eiwit de sporen kapot maakt. Door vijftienduizend genen van Phytophthora te analyseren zijn kandidaten naar voren gekomen die mogelijk ook nieuwe specifieke aangrijpingspunten vormen.