'Hoe minder puistjes, hoe hoger de resistentie'; Veredelingsprogramma's nemen vaak tien tot vijftien jaar in BESLAG

Een gerstras dat tientallen jaren resistent is tegen dwergroest. Of maïs die zich lange tijd weet te beschermen tegen oorrot. Duurzame resistentie begint de eerste successen te boeken, maar commerciële bedrijven willen er nog niet aan. Liever laten ze zich drijven door gemakzucht en scoringsdrift.

DE HUTJES waar ze in wonen doen denken aan veestallen. Het illustreert de armoede van de indianenboeren in de hoge Andes. Een boer heeft niet meer dan één, misschien anderhalve hectare land waar hij zijn aardappelen, bonen, maïs of granen moet verbouwen. Nog helemaal met de hand. De opbrengst moet eerst in de eigen behoefte voorzien. Heeft een boer een goede oogst, dan schiet er misschien wat over om op de lokale markt te verkopen. Maar dat gebeurt slechts bij hoge uitzondering. Ziektes bedreigen de oogsten. Geld voor bestrijdingsmiddelen is er niet.

“Ze leven net boven het bestaansminimum, in omstandigheden die je in ons land honderd jaar geleden al niet meer zag”, zegt dr. Pim Lindhout. Hij is verbonden aan de vakgroep Plantenveredeling van de Landbouwuniversiteit Wageningen en projectleider van het onlangs opgestarte Preduza (wat staat voor Projecto Resistencia Duradera en la Zona Andina). Het is speciaal bedoeld voor de arme, kleinschalige boeren in Ecuador, Bolivia en Peru. Een oud-collega van Lindhout, dr. Daniel Danial, zorgt vanuit Quito voor de lokale coördinatie. Hij benadert de Zuid-Amerikaanse veredelaars die op hun proefvelden de duurzaam resistente gewassen gaan verbouwen voor de boeren. Gewassen dus, die goed bestand zijn tegen hun belangrijkste ziekteverwekkers. En dat gedurende lange tijd. Liefst vele tientallen jaren. Lindhout: “Via een goede bescherming tegen die ziekteverwekkers, willen we de opbrengst van de oogst en uiteindelijk het welvaartsniveau van de boeren verhogen. Die opbrengst ligt nu soms schrikbarend laag. In april was ik nog in Bolivia en bezocht daar een boer die een hectare land bezit. Op dat moment verbouwde hij gerst. Zijn opbrengst lag rond de 500 kilo per hectare. In westerse landen haalt een boer een veelvoud daarvan, wel 5 ton per hectare.”

Binnen het Preduza-project wordt gewerkt aan bonen, maïs, en granen. Dat zijn hoofdgewassen voor deze regio, maar het belangrijkste voedselgewas voor de indianenboeren, aardappel, zit er niet bij. “De Zwitserse overheid stopt veel geld in de ontwikkeling van duurzaam resistente aardappelrassen voor dit gebied. Bij de grote aardappelinstituten in Bolivia en Ecuador staan bijna honderd mensen op de pay-role van Zwitserland. Het is een gigantisch groot programma. Dus is het lastig om nog een bijdrage aan dat programma te leveren met de beperkte middelen die we hebben”, aldus Lindhout.

De veredeling van maïs moet uiteindelijk een duurzame resistentie opleveren tegen de belangrijkste ziekteverwekker van het gewas, de schimmel Fusarium moniliforme die oorrot veroorzaakt. De granen worden resistenter gemaakt tegen een aantal roestschimmels van de soort Puccinia. De veredeling van de twee soorten bonen (de bruine boon en de veldboon) richt zich op een aantal ziektes.

Er zijn de afgelopen jaren al wat kleine successen geboekt. In Kenia is bijvoorbeeld een tarweras veredeld op duurzame resistentie tegen gele roest. Dat ras doet het inmiddels ook goed in Ecuador. In Mexico loopt een project met bonen die in hoge mate bestand zijn tegen een parasitaire bacterie en een virus, en in Duitsland worden gerstrassen veredeld op hoge resistentie tegen dwergroest.

Toch houden commerciële kwekers zich op dit moment nog amper bezig met duurzame resistentie. Het duurt eenvoudigweg te lang. Voordat er uit een selectieprogramma een geschikt ras komt rollen zijn ze tien, vijftien jaar verder. Lindhout: “Veredelaars kiezen voor het snelle succes. Er wordt een nieuw gen in de plant geïntroduceerd dat het verbeterde ras honderd procent resistent maakt tegen de parasiet. Voor even. Maar de parasiet past zich snel aan. Binnen de kortste keren lukt het een variant van de parasiet om de resistentie te doorbreken. De boer moet dan naar de gifspuit grijpen om zijn gewas toch te kunnen beschermen. Soms is de resistentie al binnen enkele jaren doorbroken. Met aardappel is dat wel eens gebeurd. Ook met tarwe en gerst. Zo zijn er tal van klassieke voorbeelden die duidelijk maken dat de huidige manier van resistentieveredeling meestal slechts voor korte duur bescherming geeft.”

Duurzame resistentie geeft bijna nooit volledige bescherming. Daarom heet het ook wel partiële resistentie (zie kader). De graad van resistentie tegen een ziekteverwekker varieert per ras. Het ene tarweras is gevoeliger voor roest dan het andere. Maar de bescherming is bijna nooit honderd procent. Het voordeel van deze resistentie is echter zijn duurzame karakter. Heeft een plant eenmaal een hoge mate van bescherming tegen een parasiet, dan houdt hij die protectie. Dat komt omdat hier meestal meerdere genen bij betrokken zijn. En het kost de parasiet veel meer moeite om de beschermende werking van al deze genen te ontduiken. Als dat al mocht lukken.

Toch zijn er inmiddels ook voorbeelden van duurzame resistentie die terug te voeren zijn op een enkel gen. Tarwe is duurzaam resistent gemaakt tegen zwarte roest via het inbrengen van slechts één gen. Hetzelfde geldt voor gerst. Een bepaald gen blijkt het gewas langdurige protectie te kunnen bieden tegen de schimmel die bruine roest veroorzaakt. “We beginnen in de gaten te krijgen dat het moleculaire mechanisme achter duurzame resistentie anders is, vergeleken met dat wat bij de normale veredeling een rol speelt”, zegt Lindhout.

SCHIMMEL EN CEL

De veredelaars maken op dit moment vooral gebruik van genen die onderdeel uitmaken van de zogenaamde overgevoeligheidsreactie. Die reactie kan niet voorkomen dat een parasiet, zeg een schimmel, een plant infecteert. Maar zodra de schimmel een cel binnendringt - om te parasiteren op de aanwezige voedingsstoffen - wordt hij herkend en komt de overgevoeligheidsreactie op gang. Een aantal cellen rondom de plaats van infectie starten een zelfmoordprogramma, vernietigen zichzelf en verhinderen dat de schimmel verder kan groeien.

Duurzame resistentie berust op een heel ander mechanisme. Het remt de schimmel al in een veel eerder stadium. Dat gebeurt nog voor de vorming van het zogenaamde haustorium, een soort orgaantje dat de schimmel maakt om een plantencel te penetreren en er voedingsstoffen uit te halen. Lindhout: “Hoe dat op moleculair niveau werkt weten we niet. We beginnen dat nu te onderzoeken. Dus begrijpen we ook nog niet waarom de resistentie bij het ene plantenras duurzamer is dan bij het andere.”

Veredelaars kiezen naast snelheid ook voor gemak. Het is namelijk heel eenvoudig om na te gaan of een nieuw ingebracht gen complete resistentie geeft. De plant is helemaal vrij van ziekte. Is het gen niet aanwezig dan valt de plant ten prooi aan de parasiet. Bij duurzame resistentie gaat het om grijswaarden. De ene plant is iets beter beschermd dan de ander. Het kost meer moeite om zulke kleine verschillen met het blote oog vast te stellen. De veredeling staat of valt bij een goede selectietoets. Neem bijvoorbeeld dwergroest bij gerst. Deze ziekte wordt veroorzaakt door een schimmel en kenmerkt zich door de vorming van puistjes over de hele plant. De puistjes zitten barstensvol met schimmelsporen. Lindhout: “In de kas besmetten we alle geselecteerde gerstplanten met de schimmel. Daarna controleren we hoe lang het duurt voordat de helft van de gevormde puistjes openbarst en sporen gaat verspreiden. Dat is intensief werk. Je moet een paar keer per dag gaan kijken. Maar het heeft een hoge relatie met duurzame resistentie. En er is nog een tweede toets. Je telt hoeveel puistjes per vierkante centimeter je ziet. Hoe minder puistjes en hoe langer het duurt voordat ze openbarsten, hoe hoger de duurzame resistentie. Zo selecteer je voor een steeds hogere partiële resistentie.”

Voor ieder combinatie plant-ziekteverwekker bestaat een aparte toets. Fusarium kleurt de aren van maïs zwart. “Je kunt testen welk gedeelte van de aar zwart is, en hoe lang het duurt voordat de aar is aangetast”, aldus Lindhout.

Het Preduza-project kampt met een extra moeilijkheid. In de hoge Andes heersen speciale klimatologische omstandigheden. Lindhout: “In de lager gelegen gebieden wordt ook wel landbouw bedreven. Maar daar zitten veelal rijke boeren die voor de export produceren. Die hebben onze hulp niet nodig. De akkers van de arme boeren liggen veel hoger, tussen de 2800 en de 3400 meter. Het is er erg vochtig, er komt veel licht en de temperatuur is laag. Het hele jaar schommelt die rond de 20 graden Celsius. De veredelaars kunnen dus niet alleen materiaal met een hoge duurzame resistentie gebruiken. Ze zullen moeten kruisen met lokale rassen die in het hooggebergte gedijen.”

Voor sommige gewassen zal het veredelen meer werk kosten dan voor andere, verduidelijkt Lindhout. “Granen zijn heel flexibel. Preduza-coördinator Daniel Danial heeft in Kenia gewerkt aan tarwe die een duurzame resistentie heeft tegen roest. Dat materiaal is inmiddels geïntroduceerd in Ecuador. En dat gaat goed, de boeren zijn enthousiast. Met maïs hoef je zoiets niet te proberen. Elke biotoop vraagt zijn eigen ras. Dat kost dus heel wat meer werk.”

Vanwege de speciale omstandigheden is het ook essentieel dat de boeren voortdurend contact houden met de veredelaars die de rassen selecteren. Het is zelfs een voorwaarde binnen het Preduza-project. Lindhout: “De veredelaars hadden nog wel eens de neiging om te denken: wij bepalen wel wat goed is voor de boer. Maar als ze dan met hun nieuwe rassen naar de boeren toe stapten zeiden die: nee dank u, aan dat materiaal hebben we niks. Daarom willen we boerenparticipatie. Hoewel je dan weer een ander risico loopt. Bijna iedere boer heeft wel een eigen pakket aan wensen. Dat maakt het lastig. Je moet voor elke regio haast een ander ras ontwikkelen.”

VALSE HOOP

Lindhout wil vooral geen valse hoop wekken. Het project is net begonnen en het zal nog jaren duren voordat het een eventueel geschikt ras oplevert. Maar toch. “Tijdens een rondreis door Ecuador sprak ik een boer die me verraste met zijn kennis van zaken. Ik vertelde hem van onze plannen en het project, maar al pratende nam hij het gesprek over en vertelde ons hoe een en ander moest gebeuren. Hij had een prima ondernemingsgeest. Ik merk ook dat je goed kunt communiceren met de mensen daar. In tegenstelling tot bijvoorbeeld Indonesië, waar het er corrupt en bureaucratisch aan toe gaat. In Zuid-Amerika houden ze zich tenminste aan hun afspraken.”