sciencetalk

Het is de grootste nachtmerrie van iedere Minion. De banaan (Musa spp.) wordt met uitsterven bedreigd. De banaan is een primaire voedselvoorziening voor meer dan 400 miljoen mensen. Helaas worden de meeste gecultiveerde bananen geplaagd door de Panama ziekte, welke wordt veroorzaakt door de bodemschimmel Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc) TR4.
 

 
Foc TR1 veroorzaakte in de periode 1900-1950 een regelrechte epidemie in Centraal- en Zuidamerikaanse bananenplantages die toen voornamelijk het ras Gros Michel teelden ⁽¹⁾. Foc heeft veroorzaakt dat nagenoeg elke plantage overging van de Gros Michel naar de Cavendish (Musa acuminata) welke resistent was tegen Foc TR1. De Cavendish is bij ons bekend als dé banaan, en is ten tijde van dit schrijven goed voor meer dan 40% van de totale bananenproductie en voor meer dan 90% van de bananenexport voor de vers fruit markt. Deze banaan is geslachtskundig steriel. Botanisch gezien is de banaan eigenlijk een bes, dus dat de Cavendish steriel is, vinden wij (de consument) juist erg prettig, aangezien er dan geen harde zaadjes in de bananen zitten. Maar deze organoleptische plezierige eigenschap, betekent ook dat alle Cavendish bananenbomen klonen zijn, welke geen bescherming genieten van genetische diversiteit.
 
In de periode 1990-1995 werd de schimmel Foc TR4 geïdentificeerd in Zuidoost Azië welke de Foc TR1 resistente Cavendish, maar ook andere rassen infecteerde en doodde ⁽²⁾. Opnieuw brak een wereldwijde epidemie (pandemie) uit. Bananenplantages van China tot Australië tot Mozambique en Libanon aan toe lijden hier zwaar onder. Tot overmaat van ramp bestaat er ook geen effectieve chemische bestrijdingsmethode tegen Foc TR4. Pogingen de ziekte te bestrijden door bodemsterilisatie, verbranden van geïnfecteerde planten, desinfectie van mens en materiaal, quarantaines et cetera hebben -behalve dat de opmars van Foc TR4 er door vertraagd is- niet veel uitgehaald. Gelukkig is tot op heden Foc TR4 nog niet aangetoond in Zuid-Amerika, waar de grootste bananenplantages staan voor gebruik in industriële applicaties. Echter, het zal slechts een kwestie van tijd zijn voordat Foc TR4 in de Amerika’s zal opduiken ^{(2 & 3)}.
 

De status van de banaan?!
 
Is er dan geen hoop voor de banaan? Gelukkig wel!
Op 14 november 2017 publiceerde Nature Communications een artikel van een onderzoeksgroep verbonden aan de Queensland University of Technology, en Wageningen University and Research, waarin beschreven staat hoe door middel van genetische manipulatie de (Cavendish) banaan van de ondergang gered kan worden.
 
In een eerder onderzoek werd aangetoond dat het Ced9 anti-apoptosisgen van de nematode Caenorhabditis elegans bescherming kon bieden tegen Foc TR1 in het bananenras Lady Fingers. Dat maakte het interessant om dit gen te testen in Cavendishbananen tegen Foc TR4. Verder werd er gekeken naar een eerder geïsoleerd resistentiegen, RGA2,  uit een zaailing van Musa acuminata spp. malaccensis welke ook resistentie tegen Foc TR4 bleek. Deze genen werden elk in 5 variaties in Cavendish bananenplanten geplaatst. Met onbehandelde Cavendish bananenplanten als controlegroep werden planten van deze 10 GMO rassen geplant op een geïnfecteerde bananenplantage in Australië, waarbij voor extra kiemdruk geïnfecteerde plantendelen tussen alle planten in de grond werd begraven.
 
 
Na 3 jaar was 67 tot 100% van alle controleplanten ziek of gestorven door de Foc TR4. Maar 4 van de 5 soorten RGA2 planten vertoonden minder dan 30% schade door Foc TR4, waarbij de RGA2-3 lijn zelfs immuun bleek te zijn. Binnen de Ced9 lijnen bleek dat de Ced9-21 lijn ook volledig immuun was.
 
De onderzoeksgroep concludeert dat het klonen van de RGA2-3 en of de Ced9-21 lijnen de bananenproductie kan beschermen tegen de verwoestende effecten van Foc TR4. Wel moet er nog aanvullend onderzoek plaatsvinden om deze bemoedigende resultaten te bevestigen.
 
Om het complete artikel te lezen, zie: https://www.nature.com/articles/s41467-017-01670-6
Overige bronnen:

1. Ploetz, R. C. Management of Fusarium wilt of banana: a review with special reference to tropical race 4. Crop. Prot. 73, 7–15 (2015).
2. Ploetz, R. C. Fusarium wilt of banana is caused by several pathogens referred to as Fusarium oxysporum f. sp. cubense. Phytopathology. 96, 653–656 (2006).
3. Garcia-Bastídas, F. et al. First report of Fusarium oxysporum f. sp. cubense tropical race 4 associated with Panama disease of banana outside southeast Asia. Plant Dis. 98, 694 (2014).

Uiteraard is er hoop voor de banaan!
 
Genetisch werk aan de huidige cultivars is de snelste oplossing voor het probleem, maar bedenk je ergens ook dat bananen zoals we die kennen niet bepaald 'natuurlijk' van oorsprong zijn: Het zijn cultivars met extreem wenselijke eigenschappen als mogelijk lange opslagtijd, groot formaat, vrijwel pitloos en dergelijke. 
 
De 'wilde banaan' is een heel ander product, een kleinere vrucht met onprettig veel harde pitten erin, maar verder prima eetbaar en goed van smaak. Dit soort bananen zie je niet in de supermarkt, maar in de tropen kom je ze nog wel eens tegen op plaatsen buiten plantages waar ze gewoon hun gang gaan qua groei. 
 
Wat dat betreft is het dus best mogelijk om de consumptiebanaan opnieuw te 'maken' vanuit de wilde variant maar zonder de gevoeligheid voor deze schimmels. Ik vermoed echter dat modficatie van bestaande cultivars sneller zal gaan. In europa zal dat wel weer voor GMO discussies zorgen, maar ik vermoed dat dergelijke zaken irrelevant zijn voor mensen die daadwerkelijk een fors deel van hun voeding via bananen verkrijgen. 

Uit jouw verhaal, Benm, maak ik op dat de huidige bananen in de supermarkten ook al genetisch gemodificeerd zijn, klopt dat? 
 
 

Benm schreef: In europa zal dat wel weer voor GMO discussies zorgen

 
Ja ach, dat zijn dezelfde mensen die staan te protesteren tegen vaccins die zogenaamd autisme veroorzaken. Doorgaans hebben die figuren geen opleiding gedaan en hebben ze geen enkel besef waarom bepaalde dingen gedaan worden. Maar ze staan straks wel weer vooraan als er geroeptoetert moet worden dat we iets moeten doen aan het verdwijnen van de banaan, weet je wel 

Beresteyn schreef: dat zijn dezelfde mensen die staan te protesteren tegen vaccins die zogenaamd autisme veroorzaken.

Zoals Donald Trump bijvoorbeeld?

Beresteyn schreef: Uit jouw verhaal, Benm, maak ik op dat de huidige bananen in de supermarkten ook al genetisch gemodificeerd zijn, klopt dat? 
 

Nee, dat klopt niet, althans, als we onder genetische modificatie verstaan het inbrengen van genen van soorten die geen banaan zijn in de soort banaan. 
De Cavendish, en nagenoeg elke supermarktbanaan is de Cavendish, is nog ontstaan via gewone veredeling. 

Jan van de Velde schreef: Nee, dat klopt niet, althans, als we onder genetische modificatie verstaan het inbrengen van genen van soorten die geen banaan zijn in de soort banaan. 
De Cavendish, en nagenoeg elke supermarktbanaan is de Cavendish, is nog ontstaan via gewone veredeling. 

 
Inderdaad, het is een combinatie van natuurlijke bananensoorten en er zitten geen genen in uit compleet vreemde organismes. De veredeling van bananen stamt uit een heel ver verleden, lang voordat mensen wisten wat genen dna, moleculen of zelfs atomen waren. Het is een kwestie van soorten kruisen, met als resultaat een ideale banaan voor consumptie.
 
Probleem is alleen dat deze banaan zich niet sexueel kan voortplanten, alle cavendish bananen zijn klonen van elkaar (verkregen door de planten te stekken). Gevolg hiervan is dat de banaan niet kan evolueren, en zich langs die weg dus niet kan wapenen tegen ziektes. 
 
Dit is overigens niet uniek voor bananen, en zijn meer voedselgewassen die volledige door stekken worden gepropageerd, en dan heeft  het risico dat een of andere plaag zo'n gewas compleet kan uitroeien. 
 
Maar zolang de wilde soorten nog bestaan is er altijd wel de optie om opnieuw te gaan veredelen, inclusief resistentie tegen het een of ander. 
 
Met genetische modificatie heeft het niet zoveel van doen - bedenk je gerust dat vrijwel alle gewassen die commercieel geteeld worden op zn minst het resultaat zijn van extreme veredeling door handeling van de mens. Iets als een appel zoals wij die kennen zou er zonder de mens nooit geweest zijn. Er waren natuurlijk wel appels, maar kleine amper eetbare zure harde bolletjes - niet bepaald iets paradijselijks...

Inderdaad, het is een combinatie van natuurlijke bananensoorten en er zitten geen genen in uit compleet vreemde organismes. De veredeling van bananen stamt uit een heel ver verleden, lang voordat mensen wisten wat genen dna, moleculen of zelfs atomen waren. Het is een kwestie van soorten kruisen, met als resultaat een ideale banaan voor consumptie.
 
Probleem is alleen dat deze banaan zich niet sexueel kan voortplanten, alle cavendish bananen zijn klonen van elkaar (verkregen door de planten te stekken). Gevolg hiervan is dat de banaan niet kan evolueren, en zich langs die weg dus niet kan wapenen tegen ziektes. 
 
Maar zolang de wilde soorten nog bestaan is er altijd wel de optie om opnieuw te gaan veredelen, inclusief resistentie tegen het een of ander.

 
Oké, interessant maar hoe realistisch schat je deze strategie in voor de commerciële productie van bananen? Ik vermoed dat veredeling een (zeer) lange tijd zal innemen voordat er een geschikte nieuwe variant is gevonden, die niet alleen smaakvol, maar ook economisch haalbaar en veilig is. In de tussentijd zal er ongetwijfeld een groot bedrijf in dat gat van de markt springen, zoals een Monsanto, die onderzoek gaat doen naar genetisch gemodificeerde bananen. Blijkens het nieuwsbericht wordt daar in ieder geval al geruime tijd aandacht aan besteed. 
 
Stel, er worden straks inderdaad GMO bananen geproduceerd, dan rest alleen de vraag nog wat voor effect zo'n banaan op onze gezondheid heeft. Je hoort en ziet regelmatig actiegroepen die tegen GMO's demonstreren, maar echte onderbouwde argumenten hebben ze niet. Ik ben zelf niet thuis op dat gebied, weet jij daar misschien meer over?
 

te generaliserend, want zoals Mathfreak terecht opmerkt, Trump is een voorbeeld van iemand die anti-vaccinatie is, maar pro-GMO.
 
 
Kortom, laten we vaccins etc erbuiten laten, en het verder over de wetenschap van de banaan hebben.

 
Zeker, we laten politiek buiten dit topic.

Resistent maken middels genetische modificatie lijkt me wel de snelste weg, en meest logische oplossing. 
 
Van de anti-GMO beweging begrijp ik eerlijkgezegd weinig. Misschien bestaat er een soort niet-onderbouwd gevoel dat GMO gewassen onveilig zijn om te eten, maar daar zit weinig logica achter, tenzij je er genen inbouwen die toxines maken of iets dergelijks, maar dat lijkt me extreem onlogisch. Maak je planten middels GMO minder vatbaar voor ziektes of vraat door insecten oid dan kan het product er zelfs veiliger op worden gezien je minder bestrijdingsmiddelen nodig hebt.
 
En een fundamenteel verschil tussen langzaam veredelen of doelgericht modificeren zie ik ook niet - de gewassen die we nu massaal eten zijn zodanig veredeld dat je de wilde variant niet eens meer als zodanig zou herkennen. 

Ja, lijkt mij ook.
 
Denk dat de kritiek vooral geleverd wordt omdat men het gevoel heeft dat er 'geknoeid' is met hun eten. Dat is dan ook zo, maar het heeft verder, zover mij bekend is, geen negatieve bijwerkingen of gevolgen. Andersom is het wel zo, als we sommige gewassen en planten niet genetisch modificeren, dat we dan noodgedwongen zijn om bestrijdingsmiddelen te gebruiken. Dat is gewoon letterlijk gif, wat bijv. in sommige fruitsoorten zelfs door de schil gaat. Dat lijkt me een stuk schadelijker dan wanneer we een gewas resistent maken op een genetische manier.

Dat lijkt mij ook - de banaan via genetische modificatie bestendig maken tegen de schimmel klinkt een stuk gezonder dan massaal fungicide gaan sprayen over bananenplantages. 
 
Maar met voedsel is publieke opinie altijd een heikel punt, ook al kun je wetenschappelijk aantonen dat iets compleet veilig is. In europa is men extreem huiverig voor gmo's, in de vs is de acceptatie veel groter. 
 
Het probleem is denk ik dat mensen weinig objectieve informatie krijgen, of die om een of andere manier niet accepteren. Zo zijn er veel mensen die geloven dat bijv 'biologisch' geteeld fruit of groene aanzienlijk meer nuttige voedingsstoffen bevatten vergeleken met 'traditionele' teelt. In vrijwel alle gevallen is dat complete onzin en kun je objectief vaststellen dat het niet zo is... maar dat helpt allemaal weinig. 
 
Anderzijds kan de keuze gewoon worden gmo-bananen of geen bananen... geen idee wat de consument daarmee gaat doen, maar wonderlijk genoeg zijn bananen een van de meest verkochte supermarktproducten, en daarmee wel interessant. 

Tja, tegen het resistent maken van een bananenstekje tegen een schimmeltje, daar lig ik niet van wakker, ook niet tegen het verantwoord gebruik van glyphosaat, toch ben ik wel een tegenstander van roundup-ready producten die het mogelijk maken om akkers tot de horizon vanuit een vliegtuig te wieden

Waarmee ik maar wil zeggen dat ik geen voorstander ben van GMO's, maar dat ik ook geen tegenstander ben van genetisch gemanipuleerde organismen, ik vorm mij een mening per geval, als ik de moeite neem om mij ergens een mening over te vormen.

Het verschilt altijd per geval, ik kan me voorstellen dat mensen tegen de roundup-ready methode zijn, niet zozeer omdat er GMO's voor nodig zijn, maar meer omdat er enorm veel gif gebruikt wordt. Als het gewas daar via ouderwetse veredeling resistent tegen gemaakt was had je dezelfde gifproblematiek. 

En Wageningen was al eerder een finalist (uit 245 teams uit 32 landen) op dit gebied in de iGEM competitie:
http://2014.igem.org/Team:Wageningen_UR
 
Dat kan natuurlijk niet ongenoemd blijven.

Dat is zeker een prestatie - door de bacterien in de grond de besmettende schimmel te laten doden de bananenplanten beschermen. Alleen vraag ik me af hoe inzetbaar dit in de praktijk is. 
 
Bananen staan gewoon al op plantages, en je hebt daar te doen met welke bacteriën er in de grond leven. Tenzij de gemodificeerde bacteriën ook de reeds aanwezige doden lijkt het me niet erg haalbaar. Evengoed wel nuttig voor de aanleg van nieuwe plantages mocht dit virus echt massaal bananenbomen omleggen.