Niks meer missen?
Schrijf je in voor onze nieuwsbrief!
Foto: Sunira Moses (Unsplash)
wetenschap

Nieuwe maïssoort kan Afrikaanse oogsten redden

Jazz Stofberg,
24 januari 2023 - 12:00

De parasitaire plant Striga, ook wel bekend als heksenkruid, vormt een bedreiging voor de maïsoogsten in Afrika, die van levensbelang zijn voor miljoenen Afrikanen. UvA-onderzoekers onder leiding van hoogleraar Harro Bouwmeester ontdekten een maïslijn die veel minder last heeft van Striga.

Striga is een mooie plant met paarse bloempjes, maar schijn bedriegt. Striga is namelijk een parasitaire plant en de groei ervan gaat ten koste van andere planten.

 

Planten, zoals maïs, geven signaalstoffen af in de grond die strigolactonen worden genoemd. ‘In de plant zelf werken ze als een soort plantenhormonen. In de grond spelen strigolactonen een rol in het aantrekken van gunstige micro-organismen of schimmels die de plant helpen. Heksenkruid maakt daar misbruik van,’ vertelt hoogleraar plantenhormoonbiologie Harro Bouwmeester. 

 

In reactie op bepaalde strigolactonen, ontkiemen de zaden van het heksenkruid die in de grond liggen te sluimeren. ‘Heksenkruid dringt de wortel van de gastplant binnen,’ vervolgt Bouwmeester. ‘En zo kan het water en voedingsstoffen aftappen.’ Geen fijne buur dus.

Foto: Dirk Gillissen
Harro Bouwmeester

Twintig jaar sluimeren

Heksenkruid is zeer moeilijk te bestrijden, deels omdat de zaadjes lang kunnen sluimeren: tot wel twintig jaar. Daarnaast verspreidt het zich heel gemakkelijk. Bouwmeester: ‘De zaadjes zijn erg klein, het is bijna stof. Verspreiding gaat heel makkelijk, bijvoorbeeld via wind, water of gereedschap.’

 

Striga vormt echt een plaag in Afrika, waar ongeveer zestig procent van de landbouwgrond besmet is met het onkruid. ‘Dit leidt vaak tot de mislukking van hele oogsten. Niet alleen van maïs, maar ook van sorghum, gierst en rijst. Zo’n tien miljoen ton graan gaat verloren per jaar.’

 

Het verlies van zoveel graan door heksenkruid vormt een groot probleem voor de voedselvoorziening van ongeveer driehonderd miljoen Afrikanen. De onderzoeksgroep van Bouwmeester doet ook onderzoek aan de andere gewassen die last hebben van Striga. ‘Onze groep onderzoekt ondergrondse communicatie en signalering van diverse plantensoorten, met heksenkruid, maar ook met micro-organismen.’

‘We denken dat deze maïs toevallig resistent is tegen heksenkruid en niet daarvoor gekweekt is’

Toevallige resistentie

In de nieuwe studie gepubliceerd in het vakblad Science heeft Changsheng Li, promovendus bij Bouwmeester, een maïssoort gevonden die minder last heeft van Striga. Bouwmeester: ‘Li vond de Noord-Amerikaanse maïslijn, die andere strigolactonen uitscheidt dan de meeste andere maïslijnen, inclusief Afrikaanse. Dat vermindert de kieming van het heksenkruid.’

 

Striga komt niet voor in Noord-Amerika, hoewel dat qua klimaat wel zou kunnen. De Verenigde Staten hanteert een streng beleid tegen heksenkruid sinds de toevallige introductie van de parasitaire plant in de jaren vijftig van de vorige eeuw. Hele counties Een county in de VS is een lokale overheid een niveau lager dan de staat.werden soms in quarantaine geplaatst om het onkruid in bedwang te houden. ‘We denken dat deze maïs toevallig resistent is tegen heksenkruid en niet daarvoor gekweekt is,’ zegt Bouwmeester.

 

De onderzoekers hebben kunnen identificeren welke genen en enzymen in maïs verantwoordelijk zijn voor het maken van de strigolactonen die Striga doen kiemen. ‘We zien dat een van die genen in de Noord-Amerikaanse lijn minder actief is dan in de Afrikaanse. In een vervolgstudie gaan we onderzoeken of we dat gen ook minder actief kunnen maken in Afrikaanse maïslijnen en wat daar de gevolgen van zijn.’

 

Het inactiveren van dat gen zal gaan via biotechnologie zegt Bouwmeester. ‘We zullen gebruikmaken van Crispr-Cas9.’ Crispr-Cas is een soort moleculaire schaar waarmee heel precies kleine aanpassingen gemaakt kunnen worden in het DNA. ‘We gaan vervolgens in Kenia met die aangepaste maïslijnen onderzoeken of de maïs ook in het veld resistent is tegen Striga en of de veranderingen die we aanbrengen ook neveneffecten hebben, bijvoorbeeld op de aantrekking van gunstige micro-organismes.’