Plant & zo
Plantenwetenschap en meer
Resistentie tegen heksenkruid
Onkruid, de naam zegt het eigenlijk al is ongewenst. Vaak is het makkelijk te verwijderen door te schoffelen. Maar als het onkruid een plant parasiteert dan wordt het een ander verhaal. Striga is zo’n parasiterend onkruid. Het is een echte plaag in sub-Sahara Afrika. Het parasiteert gewassen zoals mais, rijst en sorghum. En dank z’n bijnaam ‘heksenkruid’ aan de eigenschap dat de zaden tot wel 20 jaar kunnen wachten op het juiste moment om te ontkiemen. Dit maakt Striga zo moeilijk te bestrijden. Maar nu hebben onderzoekers een mais lijn ontdekt die Striga resistent is.
Het juiste moment voor Striga zaden om te ontkiemen is het moment dat ze strigolactonen waarnemen. Strigolactonen zijn plant hormonen die belangrijk zijn tijdens de ontwikkeling van de plant. Ze regelen onder andere de vertakkingen van een plant. Maar ze worden ook door de plant uitgescheiden op het moment dat het een samenwerkingsverband aan wil gaan met schimmels. Iets dat Striga gebruikt om op dat moment toe te slaan.
Omdat strigolactonen belangrijk zijn voor de plant kunnen planten niet zonder. Daarom keken de onderzoekers naar de specifieke strigolactonen die verschillende mais planten uitscheiden. In de hoop een verschil te vinden. Strigolactone uitscheiding varieerde een beetje in de meeste mais planten. Er was een uitzondering, die had een totaal ander profiel. Het scheidde de strigolactonen zealactol en zealactonoic acid uit, maar niet de veel voorkomende zealactone.
Dit geeft hoop, dat er Striga resistente gewassen kunnen komen
De onderzoekers bestudeerde het effect van de veranderde strigolactone samenstelling. Dit deden ze door te kijken naar de ontkieming van Striga zaden. Bij aanwezigheid van zealactone ontkiemde ongeveer 40% van alle zaden. Maar in aanwezigheid van zealactol was dit maar ongeveer 10% en zealactonoic acid zorgde voor nog minder ontkieming.
Om resistentie in ander maislijnen te kweken is het handig om de verantwoordelijke genen te kennen. Daarom bestudeerde de onderzoekers de biosyntheses van strigolaconen in mais. Hierbij viel een gen op. Schakelde de onderzoekers dit gen uit dan produceerde de plant wel de Striga resistente strigolactonen maar niet de strigolactonen die Striga laten ontkiemen. En ook niet onbelangrijk Striga resistente mais vertoonde verder geen verschillen met de Striga gevoelige mais.
Dit geeft hoop. Dat het mogelijk is om de biosynthese van strigolactonen aan te passen zonder dat dit ontwikkeling van de plant nadelig beïnvloed. Dat het mogelijk is om strigolactonen uit te scheiden die Striga niet laten ontkiemen. Dat er Striga resistente gewassen komen.
Literatuur
C. Li, L. Dong, J. Durairaj, J.-C. Guan, M. Yoshimura, P. Quinodoz, R. Horber, K. Gaus, J. Li, Y. Setotaw, J. Qi, H. De Groote, Y. Wang, B. Thiombiano, K. Floková, A. Walmsley, T. Charnikhova, A. Chojnacka, S. Correia de Lemos, Y. Ding, D. Skibbe, K. Hermann, C. Screpanti, A. De Mesmaeker, E. Schmelz, A. Menkir, M. Medema, A. Van Dijk, J.Wu, K. Koch, and H. Bouwmeester (2021) Maize resistance to witchweed through changes in strigolactone biosynthesis. Science 379, 94-99 DOI: 10.1126/science.abq477
Plant en Zo 