Onderzoek onthult evolutionaire strijd tussen aardappel en ziekteverwekker na Ierse hongersnood

AmsterdamWetenschappers van de North Carolina State University hebben nieuwe inzichten verkregen in hoe aardappelplanten en de ziekte die de Ierse aardappelhongersnood in de jaren 1840 veroorzaakte, zich door de tijd hebben ontwikkeld. Door oude aardappelbladeren te bestuderen, ontdekten ze genetische veranderingen bij de planten die hen beter laten weerstand bieden tegen de ziekte, en aanpassingen in de genen van de ziekte waardoor deze de planten effectiever kan infecteren.

Het onderzoeksteam gebruikte een gespecialiseerde DNA-sequencingmethode om aardappelen en de ziekteverwekker Phytophthora infestans te bestuderen. Met deze methode konden ze zowel de resistentiegenen van de aardappelen als de effectorgenen van de ziekteverwekker analyseren. Dit is de eerste keer dat onderzoekers beide genensets tegelijkertijd hebben bestudeerd, wat nieuwe inzichten biedt in de interactie tussen de plant en de ziekteverwekker.

Belangrijkste bevindingen uit het onderzoek zijn:

• Weerstand van de ziekteverwekker tegen het R1-resistentiegen
• Stabiliteit van veel effectorgenen in de ziekteverwekker
• Toevoeging van een set chromosomen in de ziekteverwekker tussen 1845 en 1954

De studie toonde aan dat de FAM-1 stam van Phytophthora infestans in staat was om de R1-resistentiegen te omzeilen, zelfs voordat deze in de aardappelveredeling werd toegepast. Dit suggereert dat de ziekteverwekker mogelijk vergelijkbare resistentie in wilde aardappelen is tegengekomen. Het onderzoek laat zien dat, hoewel veredelaars na 1937 verschillende resistentiegenen introduceerden, sommige effectorgenen van de ziekteverwekker niet veranderden. Dit kan zijn omdat deze genen essentieel zijn of omdat er niet genoeg druk was om ze te veranderen.

Lees ook:

Vandaag · 16:00

Weekendbeweging beschermt tegen meer dan 200 ziekten

De ziekteverwekker kan na verloop van tijd het aantal chromosomen verhogen, wat zijn infectievermogen kan verbeteren. Deze ontdekking biedt wetenschappers nieuwe mogelijkheden om te onderzoeken hoe veranderingen in chromosomen de ziekteverwekker gevaarlijker maken.

Dit onderzoek zal toekomstige aardappelveredeling ondersteunen door laten zien welke genen stabiel blijven in de tijd. Veredelaars kunnen zich nu concentreren op deze stabiele genen om de snelheid waarmee pathogenen resistent worden te vertragen. Het gebruik van meerdere stabiele resistentiegenen van wilde aardappelplanten kan ook een effectieve strategie zijn.

Deze studie benadrukt het belang van het begrijpen hoe pathogenen zich in de loop der tijd veranderen. Het toont aan dat het analyseren van historische data kan bijdragen aan het oplossen van huidige uitdagingen in de plantenveredeling. Met deze kennis kunnen kwekers aardappelrassen ontwikkelen die beter bestand zijn tegen ziekten. Dit is cruciaal voor de voedselzekerheid omdat aardappelen een belangrijke gewas wereldwijd zijn.

Dit onderzoek geeft inzicht in de interactie tussen aardappelen en de ziektes die hen treffen. Met deze kennis kunnen toekomstige kweekprogramma's aardappelen ontwikkelen die beter bestand zijn tegen ziektes. Het benadrukt het belang van zowel historisch als genetisch onderzoek bij het oplossen van landbouwkundige vraagstukken.