Plaaginsect ‘steelt’ gen van planten waaruit hij sap zuigt

Biologie Voor het eerst is gezien dat een insect een plantengen ‘oppikt’ en nuttig gebruikt. De overdracht ging waarschijnlijk via een virus.

De tabakswittevlieg zuigt sap uit het blad van een Stijve klaverzuring.
De tabakswittevlieg zuigt sap uit het blad van een Stijve klaverzuring. Foto Heather Broccard-Bell/Getty Images

De tabakswittevlieg, een berucht plaaginsect in de tuinbouw, heeft een gen ‘gestolen’ van de planten waarvan hij sap zuigt, en in zijn eigen genoom ingebouwd. Het gaat om het gen waarmee de planten zichzelf beschermen tegen gifstoffen die zij produceren om vraatinsecten te weren. Zo is de wittevlieg, een bladluis-achtig insect, zelf ook beschermd tegen deze gifstoffen. Het is het eerste bekende voorbeeld van een gen dat overspringt van een plant naar een insect. Dat schreven Chinese, Belgische en Zwitserse onderzoekers vorige week in Cell.

Dat genen kunnen overspringen tussen verschillende organismen is bekend. Deze zogeheten genentransfer vindt vooral plaats tussen verschillende bacteriesoorten onderling, maar soms ook van bacterie naar schimmel. Voorbeelden waarbij planten of dieren zijn betrokken, zijn veel zeldzamer. Het gaat vaak om genen die organismen helpen te overleven onder moeilijke omstandigheden. Zo heeft de eencellige parasiet die malaria veroorzaakt, menselijke genen overgenomen die hem beschermen tegen ons immuunsysteem (Nature Proceedings, 16 februari 2011). Maar een genentransfer van plant naar insect is nieuw. Het gen vertoont kenmerkende eigenschappen van plantengenen, die bij dierlijke genen ontbreken. Waarschijnlijk is het gen via een virus in het insect gekomen.

Wapenwedloop

Planten beschermen zichzelf tegen insectenvraat door een grote verscheidenheid aan gifstoffen te produceren. Dat planten toch veel last hebben van insecten, komt door een evolutionaire wapenwedloop: telkens wanneer planten een afweermechanisme ontwikkelen, komen insecten met trucjes om dat te omzeilen. De tabakswittevlieg (Bemisia tabaci) is een berucht voorbeeld. Hij zuigt sap uit allerlei planten, van tomaten en broccoli tot rozen en kerststerren, en veroorzaakt wereldwijd jaarlijks voor vele miljoenen euro’s schade.

„Deze wittevlieg stimuleert de productie van een plantenhormoon dat de afweer van planten tegen insecten blokkeert”, vertelt Marcel Dicke, hoogleraar entomologie aan Wageningen UR. Hij deed daar zelf onderzoek naar . Planten maken vluchtige stoffen aan waarmee ze buurplanten alarmeren als ze worden aangevreten, legt Dicke uit. Dan kan de buurplant zijn eigen verdediging alvast in stelling brengen. Maar de wittevlieg manipuleert de productie van die geurstof. Dicke: „Dan scheidt de beschadigde plant juist stoffen uit die aan de buurplanten vertellen: alles is in orde.”

Diezelfde alarmstoffen doen nog iets belangrijkers voor de plant: ze trekken de vijanden van de wittevlieg aan. Bijvoorbeeld sluipwespen, roofwantsen en roofmijten. „Die trappen niet in die trucs van de wittevlieg”, zegt Dicke. „Zij komen toch gewoon af op de veranderde stoffen die de aangetaste plant uitscheidt. Dat is de achilleshiel van plaaginsecten zoals de wittevlieg.”

Fantastisch intrigerend

Dat er nu een nieuw aspect is gevonden in de wapenwedloop tussen insect en plant, vindt Dicke „geweldig mooi”: het laat nog maar weer eens zien hoe complex die systemen in elkaar zitten. „Dat een insect de wapens van zijn waardplant gebruikt om zich tegen diezelfde waardplant te keren... fantastisch intrigerend.” Hij kent wel voorbeelden van bladluizen die gifstoffen van planten in zichzelf ophopen en daarmee oneetbaar worden voor roofinsecten. „Maar dit is van een heel andere orde. En het laat mooi zien dat er in de natuur ook transgene organismen voorkomen.”

De wittevlieg heeft het gen echt in zijn eigen genetisch materiaal ingebouwd, en niet slechts opgehoopt in zijn lichaam, omdat het plantengen ook is aangetroffen in de eitjes.

Ook keken de onderzoekers wat er gebeurt als je het plantengen bij de wittevlieg uitschakelt. Dat deden ze via een stof die ze lieten produceren door genetisch aangepaste tomatenplanten. Wittevliegen zonder het actieve plantengen gingen dood aan het plantengif. Is dat dan niet de sleutel tot effectieve bestrijding van de wittevlieg? Dus via het genetisch modificeren van de waardplant? „Ik denk dat de wittevlieg binnen no time weer een trucje verzint om dat te omzeilen”, antwoordt Dicke. „Net zoals ze razendsnel resistent worden tegen insecticiden. Nee, volgens mij moeten we het veel meer zoeken bij die achilleshiel: de natuurlijke vijanden. Je kunt tegenwoordig allerlei roofinsecten bestellen en in je kas loslaten. Die biologische bestrijding is al decennialang heel succesvol en de mogelijkheden zijn de laatste jaren enorm toegenomen.”