QUT-onderzoekers hebben gemodificeerde Cavendish-bananen ontwikkeld en gekweekt die resistent zijn tegen de verwoestende bodemschimmel Fusarium verwelken tropisch ras 4 (TR4), ook wel Panamaziekte genoemd.

In een eerste GM-veldproef ter wereld, uitgevoerd in zwaar TR4-aangetaste grond, één Cavendish-lijn getransformeerd met een gen uit een wilde banaan bleef volledig TR4-vrij, terwijl drie anderen robuuste weerstand vertoonden. De resultaten zijn zojuist gepubliceerd in Natuurcommunicatie .

Belangrijkste punten:

• Cavendish Grand Nain werden gemodificeerd met het RGA2-gen, genomen uit het TR4-resistente wild, Zuidoost-Aziatische bananenondersoort, Musa acuminata ssp malaccensis
• Eén gemodificeerde Cavendish-lijn (RGA2-3) bleef TR4-vrij gedurende de drie jaar van de proef
• Drie andere lijnen gemodificeerd met RGA2 vertoonden een sterke weerstand, met 20% of minder planten die ziektesymptomen vertonen in drie jaar
• Daarentegen, 67%-100% van de controlebananenplanten waren na drie jaar ofwel dood ofwel met TR4 geïnfecteerd, waaronder een Giant Cavendish-variant 218, gegenereerd door weefselkweek in Taiwan en naar verluidt tolerant voor TR4
• Onderzoekers ontdekten dat RGA2-genactiviteitsniveau in de gemodificeerde bananen 'sterk gecorreleerd' was met TR4-resistentie
• Het is gevonden dat Cavendish-bananen ook dit RGA2-gen van nature hebben, maar het is niet erg actief
• Nieuw onderzoek bekijkt hoe het gen in Cavendish kan worden 'aangezet' om ze TR4-resistent te maken

De veldproef, die liep van 2012 tot 2015, werd geleid door Distinguished Professor James Dale, van het QUT-centrum voor tropische gewassen en biocommodities. Het werd uitgevoerd op een commerciële bananenplantage buiten Humpty Doo in het Northern Territory dat eerder werd getroffen door TR4. De grond was ook zwaar opnieuw besmet met ziekte voor de proef.

Professor Dale zei dat het resultaat een belangrijke stap is in de richting van de bescherming van de wereldwijde exportactiviteiten van Cavendish, die een waarde hebben van 12 miljard dollar. die ernstig wordt bedreigd door virulent TR4.

"Deze resultaten zijn erg opwindend omdat het betekent dat we een oplossing hebben die kan worden gebruikt voor het beheersen van deze ziekte, " hij zei.

"We hebben een Cavendish-banaan die resistent is tegen deze schimmel die ingezet zou kunnen worden, na deregulering, voor het kweken in bodems die besmet zijn met TR4.

"TR4 kan meer dan 40 jaar in de grond blijven en er is geen effectieve chemische controle voor. Het is een enorm probleem. Het heeft Cavendish-plantages in vele delen van de wereld verwoest en het verspreidt zich snel over Azië.

"Het is een zeer grote bedreiging voor de commerciële bananenproductie wereldwijd."

De onderzoekers zijn begonnen met een uitgebreide veldproef op dezelfde plantage in het Northern Territory, het kweken van de vier RGA2-lijnen die resistentie vertoonden in de laatste proef, evenals nieuw ontwikkelde lijnen van gemodificeerde Cavendish Grand Nain- en Williams-cultivars.

Ze zullen de capaciteit hebben om tot 9000 planten te kweken en de gewasopbrengst te kwantificeren gedurende de proef van vijf jaar.

"Het doel is om de beste Grand Nain-lijn en de beste Williams-lijn te selecteren om door te gaan naar commerciële release, Professor Dale zei. "Terwijl we in Australië voornamelijk Williams telen, in andere delen van de wereld is Grand Nain erg populair."

Professor Dale zei dat de aangetoonde correlatie tussen de RGA2-genactiviteit en TR4-resistentie nieuw onderzoek heeft geopend.

"We kunnen niet beweren dat het RGA2-gen het gen is dat verantwoordelijk is voor de resistentie in de oorspronkelijke wilde diploïde banaan, omdat we in de gemodificeerde Cavendish de expressie van het gen - het niveau van zijn activiteit - aanzienlijk verhoogden ten opzichte van zijn activiteit in de wilde banaan, " hij zei.

"Maar we hebben een correlatie vastgesteld, en we hebben ontdekt dat het RGA2-gen van nature voorkomt in Cavendish - het is alleen niet erg actief.

"We proberen een manier te vinden om dat gen in de Cavendish aan te zetten door middel van genbewerking. We zijn met dat project begonnen. Het is niet gemakkelijk, het is een complex proces dat ver weg is, met vier of vijf jaar laboratoriumwerk.

"We kijken ook naar zoveel mogelijk genen in de wilde banaan en screenen ze om andere resistentiegenen te identificeren, niet alleen voor resistentie tegen TR4, maar ook tegen andere ziekten."

Andere belangrijke bevindingen van de veldproef:

• Negen lijnen van Cavendish Grand Nain getransformeerd met het nematode-afgeleide Ced9-gen werden ook getest, met één lijn die drie jaar TR4-vrij blijft
• Er was geen verschil in waargenomen rijpe trosgrootte tussen de transgene bananen en de gezonde controle Cavendish