Bodembacterie levert herbicidenresistentie aan cultuurgewassen

Moleculair-biologen van het Duitse bedrijf Hoechst hebben een nieuwe methode bedacht om gewasssen resistent te maken tegen onkruidbestrijders.

Ze maken gebruik van de bodembacterie Streptomyces viridochromogenes, die beschikt over een enzym waarmee hij de actieve component uit de onkruidbestrijder onschadelijk maakt. De onderzoekers hebben uitgezocht welk gen in de bacterie voor dit enzym codeert. Wordt dit gen bij een aardappel, suikerbiet of koolzaad ingebouwd, dan wordt ook die ongevoelig voor het herbicide. De eerste proefplanten staan in België en Frankrijk op het veld en ook in Duitsland hoopt men binnenkort met veldproeven te starten.

De werking van een modern onkruidbestrijdingsmiddel zoals Basta berust op het verstoren van de ammoniakhuishouding in de plantecel. Ammoniak ontstaat als afvalprodukt bij de fotosynthese. Omdat het giftig is voor de plantecel moet het zo snel mogelijk worden geneutraliseerd. Daarvoor zorgt het enzym glutamine synthetase. Met behulp van dit enzym wordt ammoniak aan glutamaat gebonden zodat het aminozuur glutamine ontstaat. Aangezien dit de enige manier is waarop planten ammoniak uit hun cellen kunnen kwijtraken, is het verstoren van dit proces funest voor de plant.

De actieve ingrediënt in de onkruidbestrijder Basta is het synthetisch aminozuur fosfinothricine, een stof die zeer veel op glutamine lijkt. Door een bespuiting met deze stof wordt de glutaminesynthese in de cellen geremd en de ammoniak hoopt zich op. Kort na de bespuiting verwelkt het onkruid en gaat dood. Datzelfde geldt helaas ook voor cultuurgewassen. Men moet dus spuiten voor het gewas boven de grond staat of de bladeren afschermen.

Bij Hoechst wordt getracht de cultuurgewassen tegen het onkruidbestrijdingsmiddel resistent te maken door ze genetisch te manipuleren. Men maakt gebruik van de eigenschappen van de bodembacterie Streptomyces viridochromogenes. Bij bespuiting maakt deze bacterie het synthesische aminozuur fosfinothricine onschuldig door het te neutraliseren met behulp van een enzym (fosfinothricine acetyl transferase (PAT). Het PAT-gen is nu uit de bacterie gehaald en ingebouwd bij diverse gewassen. De genetisch gemanipuleerde planten vertonen verder geen speciale afwijkingen. Er zijn geen ongewenste neveneffecten van het bezit van het PAT-gen aangetoond en het nieuwe gen erft normaal over. De eerste Basta-resistente suikerbieten, aardappelen en koolzaad staan al op de proefvelden. (Deutscher Forschungstdienst)