Voortaan kun je in recordtijd achterhalen welke genen in een plant verantwoordelijk zijn voor resistentie tegen plantenziektes. En dus ook in recordtijd een ‘super-plantenras’ bouwen, suggereren Engelse en Australische onderzoekers in Nature Biotechnology.

Dat superras moet dan een aantal van die resistentiegenen tegelijk bevatten. Eén zo’n gen beschermt niet eeuwig omdat plantenziektes zelf ook evolueren, maar de kans is heel klein dat zo’n ziekte bestand wordt tegen een aantal beschermingsmechanismes tegelijk.

Het probleem met de meeste planten was tot nu toe dat hun genoom vele malen uitgebreider is dan dat van dieren, en dat er veel grotere verschillen optreden tussen exemplaren van dezelfde soort. Hier een specifiek resistentiegen in terugvinden is volgens laatste auteur Brande Wulff (John Innes Centre, Norwich) dan ook zoeken naar een speld in een hooiberg. Met de technieken, die worden gebruikt voor dierlijke genomen kun je het vergeten, tenzij je kunt beschikken over onbeperkte mogelijkheden om DNA te sequensen.

Vandaar de nieuwe techniek die Wulff de naam MutRenSeq heeft meegegeven. Je gaat uit van een variant van de plant die van nature resistent is tegen de ziekte waaraan je werkt. Door hem te behandelen met ethylmethaansulfonaat creëer je in de zaden een groot aantal willekeurige mutaties. Je plant een veldje gemuteerde planten aan, en een jaar later zoek je de nakomelingen uit die door zo'n mutatie niet meer resistent zijn. Het genoom daarvan leg je naast dat van de oorspronkelijke plant.

Je gaat er eventjes van uit dat de resistentie is te danken aan één enkel gen. Dat moet dus in alle niet-resistente planten beschadigd zijn. En dan is het een kwestie van statistiek. Elke gemuteerde plant bevat een groot aantal gemuteerde genen maar nog veel meer genen die onbeschadigd zijn. Vergelijk je twee gemuteerde planten dan hou je waarschijnlijk maar een handvol genen over die in allebei kapot zijn. Bij drie planten wordt de overlap nog kleiner en heb je een aardige kans dat er maar één gen overblijft. Dat moet dus het resistentiegen zijn.

Wulff en collega's hebben het uitgeprobeerd met tarwe. Bij de eerste proef kwam Sr33, een reeds bekend resistentiegen tegen zwarte roest (een schimmelziekte, zie de foto), feilloos boven drijven. Daarna wisten ze nog twee andere roestresistentiegenen te identificeren die eerdere onderzoekers nooit te pakken hadden weten te krijgen.

Zo’n onderzoek kost dus nog altijd een jaar of twee omdat de gemuteerde planten de tijd moeten hebben om te groeien. Maar Wulff stelt dat hij anders 5 tot 10 jaar bezig was geweest met het kruisen van verschillende planten. Dat proces wordt vooral vertraagd door ‘linkage drag’: plantengenen hebben de neiging om in groepjes over te erven, en als in zo’n groepje naast het resistentiegen ook genen zitten die nadelig zijn voor de plant, vertekent dat het beeld nogal.

Onbekend is of ze in Norwich al bezig zijn met hun superras.

bron: John Innes Centre