Aardappel weert virus
en aaltje met één gen

De erfelijke informatie voor de afweer van planten tegen ziekteverwekkers ligt in groepjes verwante genen op de chromosomen. Bij elk cluster genen past in het algemeen één soort ziekteverwekker. Onderzoekers van het CPRO en de Wageningen Universiteit hebben, gefinancierd door NWO, samen met Engelse collega's in de aardappel een cluster genen ontdekt die zowel bescherming biedt tegen een virus als tegen een aaltje (nematode).

De onderzoekers concluderen dat summiere erfelijke veranderingen soms genoeg zijn om uit de afweer tegen de ene soort een bescherming tegen een volkomen andere soort ziekteverwekker te ontwikkelen.

Planten herkennen hun ziekteverwekkers met zogeheten resistentiegenen. Elk resistentiegen bevat de informatie voor een eiwit dat hecht aan een eiwit van één ziekteverwekker. Als het eiwit de ziekteverwekker heeft herkend, geeft het tevens het signaal af om de genen te activeren die zorgen voor de afweerprocessen. Zo vormt het resistentiegen als het ware de top van de piramide van genen die bij de afweer zijn betrokken.

Een resistentiegen ligt steeds in een groep van verwante genen, waarvan de andere genen informatie bevatten. Daaruit kan het actieve gen putten om zich aan te passen aan veranderingen van de ziekteverwekkers. Ziekteverwekkers veranderen namelijk voortdurend hun eiwitten om het afweersysteem te omzeilen.

Tot nu toe ontdekten biologen binnen één cluster steeds één actief resistentiegen. In de uitzonderlijke gevallen met twee actieve resistentiegenen richtten de resistentiegenen zich tegen verschillende stammen van dezelfde soort ziekteverwekker.

Verbazing
De Wageningse onderzoekers vonden tot hun verbazing binnen hetzelfde cluster twee resistentiegenen, waarvan de ene tegen een virus en de andere tegen een nematode beschermt. Deze twee genen zijn voor 93 procent identiek.

De ontdekking maakt het voor het eerst mogelijk te achterhalen waar de resistentiegenen, die uit ongeveer drieduizend baseparen bestaan, de informatie bevatten voor specifieke herkenning. De onderzoekers bekijken hiervoor het effect van wijzigingen in het deel van beide genen dat verschilt op resistentie tegen het virus en de nematode.

Volgens de onderzoekers wijst de gelijkenis van het overgrote deel van de genen op dezelfde manier van bestrijding van het virus en de nematode. Bij zowel de virusinfectie als infectie door de nematode speelt de duplicatie van DNA namelijk een belangrijke rol.

Virussen laten plantencellen hun erfelijk materiaal vermeerderen. Nematoden zijn kleine aaltjes die in de aardappelwortel kruipen. Ze prikken bepaalde cellen aan en spuiten daar eiwitten in. Deze cellen ondergaan hierna een drastische verandering. Ze gaan groeien terwijl het DNA zich vermenigvuldigt. De nematoden gebruiken deze vervormde cellen als voedingscellen.