Kiemstimulant aangetoond in waardplant maïs

Larry Butler van de Purdue University in Indiana is er in geslaagd om strigol aan te tonen in maïs. Strigol is een kiemstimulant van striga, een onkruid dat parasiteert op voedselgewassen als maïs en sorghum. De gemiddelde graanopbrengsten in Afrikaanse savannegebieden liggen hierdoor 40 procent lager. Het is voor het eerst dat deze kiemstimulant is gevonden in een waardplant. Kennelijk komen de strigazaadjes uit als ze een maisplant in de buurt 'weten', kenbaar door het boodschappermolekuul strigol.

Al in 1966 is de ingewikkelde polycyclische verbinding strigol geïsoleerd uit de wortel van een katoenplant, maar die plant is geen gastheer van de striga. Wel zijn in 1991 in Duitsland nauw verwante stoffen aangetroffen in waardplanten als sorghum en gierst. De vinding van Butler is een belangrijke stimulans voor verder onderzoek naar een eenvoudig selectief herbicide op basis van dit molekuul.

Hierbij is de gedachte dat toediening van dit middel de aanwezige striga-zaden in de grond doen kiemen. Die bestrijding dient men uiteraard toe te passen voordat de zaden van maïs of sorghum in de grond zitten. De gefopte onkruidzaden kiemen binnen 24 uur en leggen kort daarop het loodje bij gebrek aan waardplanten.

Maar de synthetische stof die aanzet tot suïcidale kieming is nog in de maak. Probleem is ondermeer dat puur strigol te snel afbreekt en niet werkt in alkalische gronden. Dit kan echter worden verholpen door het herbicide in te kapselen in inert materiaal, waardoor de werking kan worden uitgesteld. Via bemesting kan de grond zuurder worden gemaakt.

Maar dat is pas aan de orde als de optimale molekuulstructuur is gevonden. Zover is het nog niet. Wel hebben organisch chemici van de Katholieke Universiteit Nijmegen vorig jaar het biologisch actieve deel van strigol ontdekt, een enolether. Aan de hand van deze bioactivoor zijn een vijftigtal verschillende molekulen geconstrueerd die nu in vitro worden getest. De te ontwikkelen signaalstof moet aan een aantal randvoorwaarden voldoen, zoals stabiliteit.

Biochemici van de universiteit van Noord Carolina hebben op moleculair niveau aangetoond dat de kiemstimulant het onkruidzaad aanzet tot ethyleenproduktie. Organisch chemici en fysici van de Nijmeegse universiteit trachten met dit gegeven het werkingsmechanisme van de kiemstimulant te achterhalen.

In de Verenigde Staten worden inmiddels geïnfecteerde velden met succes behandeld met ethyleengas. Striga is in de jaren zestig wellicht ingevoerd in de staten Noord- en Zuid Carolina met verontreinigd maïs uit Zuid-Afrika. Deze techniek is echter te duur voor ontwikkelingslanden. Daarom zoekt men naarstig verder naar de optimale signaalstof.

Voorlopig dienen de Afrikaanse boeren in de Sahel de paars bloeiende wortelparasiet met de hand te verwijderen. Dat is raadzaam, want iedere bloeiwijze levert meer dan honderdduizend minuscuul kleine zaadjes die twintig jaar lang kiemkrachtig blijven.

    • Peter de Jaeger