Synbiobeta bevatte laatst een interessant artikel over het vaccineren van planten. Een nieuwe benadering bij het stimuleren van hun natuurlijke immuunsysteem. Zou dit kunnen leiden tot gezonder voedsel en een duurzamere landbouw?
Stimuleren van de natuurlijke weerstand van de plant
We zijn eraan gewend geraakt, plantenziekten te bestrijden met pesticiden. Deze hebben de grote groei mogelijk gemaakt van de voedselproductie sinds de Tweede Wereldoorlog. Maar pesticiden hebben hun nadelen, en hun beperkingen. Ze schaden de gezondheid van de mens, en van dieren, en bevorderen de groei van schadelijke organismen die niet kwetsbaar zijn voor ons pesticide. Dit leidt tot een onophoudelijke wapenwedloop – een wedstrijd die we zelfs kunnen verliezen. Maar als vaccineren van planten mogelijk zou zijn, zouden we gebruik kunnen maken van de natuurlijke afweer van de plant. En dat zou een geheel nieuwe strategie zijn, die in elk geval een deel van deze problemen kan oplossen.
Dit is precies wat een groep onderzoekers heeft voorgesteld in Frontiers in Science. Zij stimuleren de weerstand van de plant, om deze voor te bereiden op toekomstige aanvallen. Dit vaccineren van planten is een nieuwe benadering bij hun bescherming, zegt professor Brigitte Mauch-Mani van de Universiteit van Neuchâtel. ‘We zijn voorstanders van een holistische benadering van gewasbescherming, waarbij een aantal strategieën wordt gecombineerd, met centraal een versterkte resistentie.’
Het probleem met pesticiden
Op dit moment beschermen we gewassen vooral met twee instrumenten: het gebruik van pesticiden, en het kweken van planten met resistente genen. Deze hebben allebei hun tekortkomingen. Pesticiden hebben veel onbedoelde gevolgen; en ziekteverwekkers ontwikkelen sneller resistentie dan wij nieuwe middelen vinden. Ziekteverwekkers passen zich ook aan als wij nieuwe en resistente variëteiten kweken. Maar met het vaccineren van planten, waarmee ze hun eigen resistentie ontwikkelen, doen wij wat planten van nature doen: zich verdedigen. Sommige planten scheiden stoffen af die vijanden van de ziekteverwekkers aantrekken. Of planten ontwikkelen geleidelijk een immuunrespons. Als ze voor de eerste keer worden aangevallen is de respons mild. Maar bij de tweede keer herinnert de plant zich dit en verdedigt zichzelf voluit.
Ook bij vaccineren van planten kan dit mechanisme zelfs worden doorgegeven aan de volgende generatie. We weten niet precies hoe zij dit doen. Maar zo’n aangeleerde weerstand is bijna nooit volmaakt. Hij leidt niet tot volledige bescherming. En hij zuigt energie uit de plant – waardoor een te grote bescherming ten koste zal gaan van de gezondheid van de plant.
Een evenwichtsoefening
Maar ‘veilige en efficiënt opgewekte weerstand,’ zegt Mauch-Mani, ‘werkt niet zo direct als de introductie van een nieuw gen, of het spuiten van een pesticide.’ Daardoor hebben we met het vaccineren van planten geen magische oplossing bij de hand. Planten moeten een evenwicht vinden tussen groei en verdedigingsmechanismen. Bij een te grote druk aan de éne kant zal de andere kant schade ondervinden. Er is geen oplossing zonder neveneffecten.
Anderzijds kunnen we wel, als we deze evenwichtsoefening onder de knie hebben, de voedingswaarde van ons voedsel vergroten. En als we het goed doen, kan onze oplossing zelfs meer dan één ziekte bestrijden – het verdedigingsmechanisme zal dan een aantal bedreigingen afweren.
Nieuwe wegen
De afgelopen jaren is een aantal artikelen verschenen die suggereren dat we planten kunnen ‘vaccineren’ tegen ziektes. We kunnen bijvoorbeeld pompoenbladeren besproeien met het juiste siRNA (small interfering RNA) dat de plant beschermt tegen het dodelijke komkommer-mozaiekvirus. Gemakkelijke gezegd dan gedaan, omdat we eerst zullen moeten vaststellen welk van de vele beschikbare siRNA’s het virus zal doden. Maar nog altijd veel eenvoudiger en sneller dan de plant genetisch onvatbaar maken voor het virus. Bovendien kunnen op deze manier onderzoekers en boeren de snelle evolutie van virale ziekteverwekkers bijhouden.
Een andere manier is het vaststellen op welke manier planten zichzelf in het wild verdedigen. Gewapend met die informatie kunnen we moderne kweektechnieken en genetische modificatie inzetten om de immuniteit van gewassen te versterken. Het blijkt dat planten ‘weerstandgenen’ hebben die hen helpen, infecties af te wenden. Het probleem is dat planten alleen de beschikking hebben over hun overgeërfde informatie; terwijl bacteriën en schimmels zich heel snel kunnen ontwikkelen. Het enige dat ons hier helpt is genetische variatie – een soort boekhouding die alle planten bevatten, met alle infecties uit het verleden, en strategieën om deze te bestrijden. Het alternatief is om planten te besproeien met een of ander gif. Of de planten genetisch te veranderen – om hun natuurlijke weerstand te vergroten.
De toekomst
Maar nu zijn we nog ver verwijderd van een goede lange-termijn oplossing. Het meeste onderzoek aan het vaccineren van planten is verricht in het lab – waar de omstandigheden heel anders kunnen zijn dan die in het veld. Weerpatronen, grondsamenstelling, soorten ziekteverwekkers kunnen anders zijn. Toch is praktijkonderzoek naar het verdedigingsmechanisme absoluut noodzakelijk. Bovendien zal de wetgeving aangepast moeten worden. Anders zullen boeren er niet in investeren.
Zelfs Mauch-Mani, die er beslist in gelooft dat zij een sterk mechanisme hebben gevonden, voert een krachtig pleidooi voor betere communicatie tussen onderzoekers en beleidsmakers. Anders zal er een kloof tussen beide blijven bestaan. En zelfs al is het mechanisme van vaccineren van planten waarschijnlijk niet het wondermiddel dat overal en altijd werkt, het heeft wel beleidsondersteuning nodig. We moeten dit nieuwe instrument ondersteunen – zelfs al moet het worden aangevuld; want we zullen altijd meer dan één benadering nodig hebben.
Conclusie
We zullen onze afhankelijkheid van pesticiden moeten overwinnen. Ze veroorzaken resistentie die zich sneller kan ontwikkelen dan wij nieuwe middelen kunnen ontdekken. Als we een duurzame toekomst willen bereiken, zullen we samen moeten werken met de natuur, en er niet tegenin gaan. Het mechanisme van vaccineren van planten lijkt een stap in de goede richting te zijn.
Interessant? Lees dan ook:
Resistentie tegen pesticiden, een groeiend probleem
Duurzame landbouw en onkruidbestrijding
Bt aubergine project in Bangladesh, een update