Breeding maize genotypes for fall armyworm (Spodoptera frugiperda Lepidoptera: Noctuidae) resistance through conventional approaches: A systematic review

Maïs is de levensader van de voedselzekerheid voor honderden miljoenen mensen in Sub-Sahara Afrika, waarbij het de primaire bron van energie vormt voor het dagelijks leven en de bestaansmiddelen van kleinschalige boeren ondersteunt. Toch wordt deze vitale gewas geconfronteerd met een meedogenloze vijand: de legerworm, een mot waarvan de larven bladeren en stengels met angstaanjagende snelheid verslinden. Sinds deze plaag in ira regio is gearriveerd in 2016, heeft deze zich snel verspreid, wat de oogsten bedreigt en honger verdiept. Hoewel boeren hebben geprobeerd terug te vechten met chemische sprays, falen deze vaak, schaden ze het milieu en zijn ze te duur voor de armste gezinnen. Wetenschappers weten al lang dat de meest duurzame verdediging in de plant zelf ligt. Door nieuwe maïsvariëteiten te kweken die van nature resistent zijn tegen de worm, hopen onderzoekers een schild te creëren dat niets kost om toe te passen en elke seizoen werkt. Deze aanpak rust op de natuurlijke genetische diversiteit van de maïs, waarbij planten worden geselecteerd en gekruist die tekenen van weerstand vertonen tegen het insect, in plaats van te vertrouwen op dure technologie of chemicaliën.

Een recente systematische review door Kambale Mbusa Héritier brengt decennia aan versnipperd onderzoek samen om in kaart te brengen hoe deze traditionele veredeling precies werkt tegen de legerworm in Afrika. De auteur onderzocht duizenden wetenschappelijke verslagen en beperkte deze tot vierenzestig hoogwaardige studies die zich specifiek richtten op het veredelen van maïs via conventionele methoden. Het doel was om te begrijpen welke veredelingstechnieken effectief zijn, welke plantvariëteiten de sleutel tot resistentie bevatten en welke obstakels in de weg staan om deze zaden in handen van boeren te krijgen. De review bevestigt dat hoewel de taak moeilijk is, er gestage vooruitgang wordt geboekt. Onderzoekers hebben ontdekt dat resistentie in maïs geen enkele schakelaar is die men aan of uit kan zetten, maar een complexe eigenschap die wordt gecontroleerd door veel verschillende genen die samenwerken. Dit betekent dat de verdediging gedeeltelijk is in plaats van absoluut; de plant wordt niet immuun, maar kan de aanval goed genoeg weerstaan om nog steeds een oogst te produceren.

De studie benadrukt dat de meest succesvolle veredelingsprogramma's specifieke paringsstrategieën gebruiken om de beste eigenschappen van verschillende ouderplanten te combineren. Wetenschappers gebruiken methoden zoals recurrente selectie, waarbij ze herhaaldelijk de beste overlevers kruisen en selecteren om een populatie van sterke planten op te bouwen, of terugkruising, waarbij ze een resistente plant nemen en deze kruisen met een hoogopbrengstige variant om de resistentie over te dragen zonder de kwaliteit van het gewas te verliezen. Het onderzoek laat zien dat zowel "additieve" effecten, waarbij genen simpelweg hun kracht bij elkaar optellen, als "niet-additieve" effecten, waarbij genen op verrassende manieren interageren om nieuwe sterktes te creëren, een rol spelen in de mate waarin een plant de worm weerstaat. Vanwege deze complexiteit moeten veredelaars hun instrumenten zorgvuldig kiezen. Als de resistentie vooral komt van genen die bij elkaar optellen, richten ze zich op het verbeteren van de hele populatie. Als de resistentie komt van specifieke combinaties van ouders, richten ze zich op het creëren van hybride zaden die deze krachtige paren uitbuiten.

De review identificeert verschillende specifieke bronnen van resistentie die effectief zijn gebleken. Veel van het genetische materiaal komt van internationale onderzoekscentra zoals CIMMYT en IITA, die jarenlang maïslijnen hebben ontwikkeld die resistent zijn tegen andere soortgelijke plagen, zoals de stengelboorder. Het blijkt dat planten die zijn gekweekt om één type worm te bestrijden, vaak een natuurlijke aanleg hebben om ook de legerworm te bestrijden. Specifieische lijnen, zoals de CML71 en CML125, zijn naar voren gekomen als sterke kandidaten voor resistentie. Deze planten vertonen vaak eigenschappen zoals "antibiosis", wat betekent dat de plant stoffen produceert die de groei van de worm schaden, of "non-preference", waarbij de plant simpelweg niet goed ruikt of smaakt voor het insect, waardoor het het gewas vermijdt. Interessant genoeg produceren veel van de meest resistente variëteiten die tot nu toe zijn gevonden witte korrels, die de voorkeur genieten van lokale boeren, hoewel het exacte mechanisme achter hun resistentie nog steeds onderwerp van voortdurend onderzoek is.

Ondanks deze successen is de weg vooruit niet zonder aanzienlijke hindernissen. De review schetst een duidelijk beeld van de uitdagingen waar Afrikaanse veredelingsprogramma's mee te maken hebben, die vaak worstelen met beperkte financiering, een gebrek aan gespecialiseerde apparatuur en een tekort aan getrainde experts. Het creëren van een resistente variëteit vereist het testen van planten onder gecontroleerde omstandigheden waar ze doelbewust met wormen worden geïnfecteerd, een proces dat arbeidsintensief is en specifieke faciliteiten vereist die in veel delen van de regio zeldzaam zijn. Bovendien houdt de resistentie die een plant vertoont in de ene locatie niet altijd stand in een andere locatie, aangezien weersomstandigheden en bodemgesteldheid kunnen veranderen in hoe de plant en de plaag met elkaar interageren. Dit betekent dat een variëteit die goed werkt in Kenia, kan falen in de Democratische Republiek Congo, wat betekent dat veredelaars hun werk in veel verschillende omgevingen moeten testen om betrouwbaarheid te garanderen.

Het artikel merkt ook op dat hoewel moderne technologieën zoals genomische selectie en genbewerking opwindende mogelijkheden bieden om het proces te versnellen, het gebruik ervan in Sub-Sahara Afrika nog steeds beperkt wordt door regelgevende barrières en infrastructuurtekorten. Voor nu blijft de meest betrouwbare weg voorwaarts het zorgvuldige, traditionele werk van het kruisen van planten en het selecteren van de beste nakomelingen. De review concludeert dat conventionele veredeling niet alleen een levensvatbare optie is, maar een essentiële voor het veiligstellen van de voedselvoorziening in Afrika. Het suggereert dat door de beste beschikbare genetische bronnen te combineren met verbeterde testmethoden en betere regionale samenwerking, wetenschappers kunnen blijven ontwikkelen aan maïsvariëteiten die sterk genoeg zijn om de legerworm te overleven. Het werk is nog lang niet af en de plaag blijft een serieuze bedreiging, maar de systematische inspanning om de eigen verdediging van de plant te benutten, biedt een realistische en duurzame hoop voor de toekomst van de Afrikaanse landbouw.