Home » Lopende projecten » Merkers voor resistentie tegen de ziekte Phytophthora in aardappel

Merkers voor resistentie tegen de ziekte Phytophthora in aardappel

Wollige witte pluis op de scheuten en verkleurde vlekken op het blad: de grootste bedreiging voor de aardappelteelt is de oomyceet Phytophthora infestans. De ziekte tast de bladeren, stengels en de knollen van de aardappelplant aan. Het gewas kan hierdoor binnen enkele dagen compleet verloren gaan. Onderzoekers van Wageningen University & Research werken daarom hard aan resistente rassen. “We maken merkers waarmee we na kruising kunnen zien welke nakomelingen meerdere resistentiegenen bevatten.”

Phytophthora is een belangrijke productiebelemmering in de biologische teelt. De ziekte verspreidt zich razendsnel en kan enorme schade aanrichten: bladeren en jonge scheuten sterven af en de oogst kan binnen enkele dagen compleet verloren gaan. “Het gebruik van resistente rassen is een milieuvriendelijke manier om de ziekte het hoofd te bieden,” zegt onderzoeker Jack Vossen van Wageningen Plant Breeding. “Maar Phytophthora is een meester in het omzeilen van individuele resistentiegenen. We zullen dus verschillende resistentiegenen moeten combineren (stapelen) om rassen te maken die in de toekomst bestand zijn tegen een Phytophthora-doorbraak.”

Om na kruising te zien welke nakomelingen meerdere resistentiegenen bevatten moeten veredelaars de aanwezigheid ervan kunnen detecteren. Volgens Vossen gaat dat eigenlijk alleen maar door gebruik te maken van moleculaire merkers: kleine specifieke stukjes DNA die gekoppeld zijn aan een bepaalde eigenschap. Vossen: “We gebruiken zaailingen die gemaakt zijn binnen het project Bioimpuls om de merkers te vinden die gekoppeld zijn aan resistentie. En met deze merkers kunnen veredelaars op hun beurt zien of een nakomeling daadwerkelijk meerdere resistentiegenen heeft, en zo ja, welke. De merkers die we in dit project maken dragen via de veredelaars bij aan productiezekerheid in de biologische teelt van aardappelen en aan de verduurzaming van de gangbare teelt.”

Door de genomen van vatbare nakomelingen te vergelijken met resistente nakomelingen worden via de CoSSA methode SNP’s geselecteerd (A) om diagnostische KASP merkers te ontwerpen (B, C).

Doel van het onderzoek

Het maken van aardappelrassen die resistent zijn tegen Phytophthora. De onderzoekers van het merker project faciliteren de veredeling in Bioimpuls. Hierdoor kunnen veredelaars nieuwe resistente rassen selecteren met meerdere resistentiegenen. De merkers die in dit project worden gemaakt dragen daarmee bij aan productie zekerheid in de biologische teelt van aardappelen en aan de verduurzaming van de gangbare teelt.

Aanpak

De onderzoekers werken met 12 resistentiebronnen van het project Bioimpuls. Bioimpuls maakt onder andere kruisingen tussen resistente planten die ieder een ander resistentiegen hebben. De nakomelingen hebben de helft van hun genen van ouder 1 en de andere helft van ouder 2. Vossen: “Sommige nakomelingen (zaailingen) hebben alleen resistentiegen 1 of gen 2, andere zaailingen hebben beide resistentiegenen, en weer andere zaailingen hebben helemaal geen resistentie. Als je de zaailingen bewust infecteert met Phytophthora kan je de resistente zaailingen onderscheiden van de vatbare. Maar resistente planten met 1 of 2 resistentiegenen zijn niet of nauwelijks van elkaar te onderscheiden, want ze zijn beiden resistent. Wij maken DNA merkers waarmee we dat onderscheid wél kunnen maken, en kunnen zien welke resistentiegenen nou precies de resistentie veroorzaken.”

Het zoeken naar merkers voor resistentiegenen kun je je zo voorstellen: Het aardappelgenoom is een soort pot met kralen van genen. Je wil weten welke kraal (=welk gen) de resistentie veroorzaakt. De onderzoekers bekijken welke kralen/genen niet voorkomen in vatbare planten maar wel in resistente planten: dat gebeurt met computerberekeningen (DNA sequenties). Vossen: “De kralen die overblijven na deze vergelijking gebruiken we als merkers: kleine specifieke stukjes DNA die gekoppeld zijn aan een bepaalde eigenschap. Hiermee kunnen we na het kruisen zien welke nakomelingen de resistentiegenen bevatten.”

De onderzoekers hebben inmiddels merkers gevonden voor 4 resistentiegenen en werken aan merkers voor 4 andere resistentiegenen. “Door de kralenpotten van vatbare en resistente planten te vergelijken ontdekten we ook dat er naast resistentiegenen nog andere genen nodig zijn voordat een plant echt resistent is. We weten nog niet welke genen dit precies zijn en wat ze doen voor de plant, maar het lijkt ons nuttig om dit verder uit te zoeken. Dan kunnen we daar rekening mee houden in het veredelingsproces.”

De merkers zullen publiekelijk beschikbaar worden, zodat ook kleinere kwekers gebruik kunnen maken van de techniek.

Resultaten

Het merker project heeft inmiddels voor 4 resistentiegenen bruikbare merkers opgeleverd en merkers voor 4 andere resistentiegenen zijn in ontwikkeling. Hiermee werken onderzoekers van het project Bioimpuls al om te bepalen of zaailingen meerdere resistentiegenen bevatten, en dus een grote kans hebben om Phytophthora-doorbraak te voorkomen. Ook helpt het vinden van resistente planten via merkers om het aantal zaailingen te verminderen dat op andere eigenschappen getest moet worden.

Vooruitblik

De moleculaire merkers voor de in Bioimpuls gebruikte Phytophthora resistentiegenen worden openbaar beschikbaar gemaakt. Daarmee kunnen veredelaars en onderzoekers binnen en buiten Bioimpuls merkergestuurde selectie in de veredeling van resistente aardappelrassen toepassen. Daarmee wordt zowel de introgressie van (nieuwe) resistentiegenen uit wildeaardappelsoorten in onze cultuuraardappel, als het stapelen van meerdere resistentiegenen in één nieuw ras aanzienlijk vergemakkelijkt en versneld.

Aardappel-team

Contactpersoon

Jack Vossen

Looptijd

2020-2023

Lopende Projecten

Bekijk alle Lopende Projecten