A research project into the development of potatoes with sustainable resistance against phytophthora via genetic modification with genes from wild potato varieties and good resistance management (DuRPh) has concluded with a scientific publication on the research results. The Wageningen UR scientists indicated that their approach was successful in developing potato plants which require 80% less chemical control.
The potato is the third food crop and offers a relatively high yield and valuable food per hectare. Global potato cultivation is, however, under threat from the pathogen Phytophthora infestans. Farmers who can afford to do so spray their crops against the pathogen with chemicals up to 15 times a year, which is both expensive and harmful to the environment. Farmers without the means for chemical control lose a large part of their yield in some years as a result of the disease.
DuRPh
Published in Potato Research, the scientific publication describes the ten-year DuRPh study performed by Wageningen UR commissioned by the Dutch Ministry of Economic Affairs. The goal of the research was to find ‘proof of principle’ for genetically modifying existing potato varieties solely with genes of potato species in order to develop a durable resistance against phytophthora. These potatoes could substantially reduce the global use of crop protection products and make a major contribution to the production of extra food.
To foster the durability of the resistance, Wageningen scientists brought combinations of resistance genes from wild potatoes over to cultivated potatoes, and developed a method for managing the use of various resistances.
The scientists mapped scores of resistance genes from wild potatoes of which nearly half were ‘cloned’ so that they could be transformed to existing potato varieties as single genes or in sets of two or three. After the scientists had determined that they could actually make susceptible potato varieties resistant, these potato plants were then multiplied to provide sufficient potatoes for research on trial fields.
Resistant potatoes
The resistant potatoes were studied in the field in various ways. In small ‘monitoring plots’ they also were used to study which types of phytophthora were present on the land. In larger demonstration fields, visitors from the sector and the general public could see the success of the attempt to make vulnerable potatoes resistant to phytophthora for four consecutive years.
The DuRPh research also aimed to make an intrinsic contribution to the discussion about genetic modification in society. To achieve this, the Wageningen research team organised meetings for the potato chain, social organisations and the general public. Visitors were able to see the genetically modified potatoes in the field with their own eyes, and note how well they coped against the phytophthora disease. The scientists also delivered many presentations both in the Netherlands and abroad.
Duurzaam resistente aardappels met genen van wilde aardappels goed voor tot 80% minder chemische bestrijding
Het onderzoek naar de ontwikkeling van aardappels met duurzame resistentie tegen phytophthora via genetische modificatie met genen van wilde aardappelsoorten en goed resistentiemanagement (DuRPh), is afgerond met een wetenschappelijke publicatie over de resultaten van het onderzoek. De onderzoekers van Wageningen UR melden in hun publicatie dat het met hun aanpak gelukt is om aardappelplanten te ontwikkelen waarvoor tot 80% minder chemische bestrijdingsmiddel nodig zal zijn.
Aardappel is het derde voedselgewas en levert per hectare relatief veel en waardvol voedsel op. Maar de ziekteverwekker Phytophthora infestans bedreigt wereldwijd de aardappelteelt. Boeren die het zich financieel kunnen veroorloven moeten tot wel vijftien keer per jaar hun gewas met chemische middelen beschermen tegen phytophthora. Dat is duur en niet goed voor het milieu. Boeren die geen geld hebben voor chemische gewasbescherming verliezen in sommige jaren een groot deel van de opbrengst door de ziekte.
De nu verschenen wetenschappelijke publicatie beschrijft het tien jaar lopende DuRPh-onderzoek dat in opdracht van het ministerie van Economische Zaken is uitgevoerd door Wageningen UR. De publicatie is verschenen in het tijdschrift Potato Research.
DuRPh
Doel van het DuRPh-onderzoek was het leveren van een ‘proof of principle’ voor het met aardappel-eigen genen genetisch modificeren van bestaande aardappelrassen voor de ontwikkeling van resistentie tegen phytophthora die langdurig stand houdt. Zulke aardappels zouden het wereldwijde gebruik van gewasbeschermingsmiddelen substantieel kunnen verminderen én een belangrijke bijdrage kunnen leveren aan de productie van extra voedsel.
Voor het bevorderen van de duurzaamheid van de resistentie (de langdurigheid dat de resistentie stand houdt) brachten Wageningse onderzoekers combinaties van resistentiegenen van wilde aardappels over naar cultuuraardappels en ontwikkelden ze een methode voor het managen van het gebruik van de verschillende resistenties.
De onderzoekers brachten enkele tientallen resistentiegenen van wilde aardappels in kaart waar van bijna de helft werd ‘gekloneerd’, zodat ze ingebracht konden worden in het DNA van bestaande aardappelrassen, als enkelvoudige en setjes van 2 en drie. Nadat de onderzoekers hadden vastgesteld dat deze genen ook daadwerkelijk vatbare aardappelplanten resistent konden maken, werden die aardappelplanten vermeerderd, zodat er voldoende aardappels beschikbaar kwamen voor het onderzoek in proefvelden.
Resistente aardappels
Die resistente aardappels werden op verschillende manieren in het veld in detail onderzocht. Ook werden in kleine ‘monitoringsvelden’ de resistente aardappels ook gebruikt om te kunnen onderzoeken welke types phytophthora er in het land aanwezig waren. In grotere demonstratievelden konden bezoekers uit de sector én het brede publiekvier jaar op rij met eigen ogen zien hoe goed het gelukt was om vatbare aardappels resistent te maken tegen phytophthora.
Het DuRPh-onderzoek beoogde ook een inhoudelijke bijdrage te leveren aan de discussie over genetische modificatie in de maatschappij. Daarom organiseerde het Wageningse onderzoekteam bijeenkomsten voor de aardappelketen, voor maatschappelijke organisaties en voor het brede publiek. De bezoekers konden de genetisch gemodificeerde aardappels in de proefvelden met eigen ogen zien en konden ook zien hoe goed de aardappelplanten zich tegen de phytophthora-ziekte konden verweren. De onderzoekers gaven daarnaast ook grote aantallen presentaties, in Nederland en daarbuiten.
Species
