Genetisch gemodificeerd koolmotje bestrijdt zichzelf

Onlangs is een belangrijke stap gezet in de biologische bestrijding van het koolmotje (Plutella xylostella). Onderzoekers van de Amerikaanse Cornell University publiceerden de resultaten van een veldtest met genetisch gemodificeerde mannetjes die na paring alleen mannelijk nageslacht produceren. Berekeningen wijzen uit dat de schade aan bloemkool en andere koolsoorten drastisch vermindert door deze genetisch gemodificeerde mannetjes eenmaal per veertien dagen los te laten.

De aanpak heeft wel wat weg van de steriele insectentechniek, die in de jaren vijftig is ontwikkeld door Bushland en Knipling en nog steeds wordt ingezet tegen onder meer uienvlieg en fruitvlieg. Daarbij worden mannetjes gesteriliseerd door ze te bestralen. Als je ze in grote getale loslaat in een uienveld, gaan ze de concurrentie aan met de van nature aanwezige viriele mannetjes en daardoor vermindert het aantal nakomelingen.

In dit geval gaat het om genetisch gemodificeerde mannetjes, die zijn ontwikkeld door het Amerikaanse bedrijf Oxitec. Eerder al voerde het bedrijf een succesvolle proef uit in Brazilië met de muggensoort Aedes aegypti, de verspreider van een aantal zeer onprettige virussen, zoals dengue, zika en gele koorts. De verwachting is dat de genetisch gemodificeerde mannetjes van de koolmot effectiever zijn dan gesteriliseerde mannetjes, omdat de vrouwtjes daadwerkelijk bevrucht worden.

Diamondback moth

Het koolmotje, althans de rups ervan, is een serieuze plaag. In het Engels heet hij Diamondback moth, waarbij de diamond verwijst naar een patroon van driehoekige vlekken op de vleugels van de mot. De schade die hij aanricht, ligt in de orde van 4 tot 5 miljard dollar per jaar. Hij wordt bestreden met mechanische (netten), biologische (sluipwespen, schimmels) en synthetische middelen, maar de effectiviteit van vooral de laatstgenoemde aanpak neemt af, doordat de mot tegen steeds meer middelen resistent is geworden.

Insecticide Bt-toxine

Eerder is al geprobeerd om de koolmot met genetische technieken te bestrijden. Daarbij werd niet het insect genetisch veranderd, maar het gewas. Onderzoekers bij Nunhems Zaden (tegenwoordig onderdeel van BASF) werkten daarvoor samen met een Britse ontwikkelingsorganisatie. Het idee was om een bloemkoolvariëteit te maken die van zichzelf het insecticide Bt-toxine produceert, een natuurlijke stof die wordt geproduceerd door de bodembacterie Bacillus thuringiensis. Het idee was om daarmee de miljoenen kleine bloemkooltelers in India te verlossen van de kosten en inspanningen die het bestrijden van de koolmot hen kost. Uiteindelijk is het project gestopt vanwege bureaucratische belemmeringen, waardoor de genetische gemodificeerde bloemkool veel te duur zou worden.

Ontregeling van DNA

Oxitec richt zich op het genetisch modificeren van de plaaginsecten zelf. Om ervoor te zorgen dat insecten geen nakomelingen meer produceren, wordt er een gen ingebracht dat zijn eigen terugkoppeling regelt. Het gen codeert namelijk voor een eiwit dat ervoor zorgt dat er nog meer van hetzelfde eiwit wordt gemaakt. Daardoor raakt de transcriptie, het proces dat ervoor zorgt dat DNA wordt omgezet in RNA en vervolgens in eiwit, totaal ontregeld. In geval van de koolmot gebeurt dat specifiek bij vrouwelijke larven en poppen, die daardoor overlijden voordat ze zich kunnen voortplanten. Een bijkomend voordeel is dat het gen binnen een paar generaties uit de populatie is verdwenen. Er is dus geen kans op dat de gemodificeerde mannetjes zich verspreiden, waardoor de koolmot op de Rode Lijst van beschermde diersoorten terecht komt.

Vrije veld experimenten

De koolmot, die zichzelf bestrijdt, bestaat al een paar jaar, maar experimenten ermee beperkten zich tot het laboratorium en tot afgesloten kassen. In 2017 zijn ze voor het eerst in het vrije veld losgelaten, meer specifiek in een kolenveld van een kleine drie hectare, variëteit Cabton. Verspreiding en overleving werden vergeleken met niet-gemodificeerde motten en op alle punten waren de verschillen verwaarloosbaar. Ongeveer 95 procent van de motten vloog niet verder dan 35 meter van de plek waar ze waren losgelaten. Circa 75 procent bleef tussen de drie en vijf dagen in leven. Dat ze de concurrentie om te paren met vrouwtjesmotten gemakkelijk aan konden, was al eerder gebleken in kasexperimenten.

Niet schadelijk voor biodiversiteit

Volgens Anthony Shelton, de leider van het onderzoek, laten de resultaten in het vrije veld zien dat de genetisch gemodificeerde koolmot in staat is om de wilde koolmot onder de duim te houden zonder gebruik van insecticiden. Neil Morrison van Oxitec voegt eraan toe dat deze manier van plaagbestrijding effectief is niet schadelijk voor milieu en biodiversiteit. In de pijplijn van het bedrijf zit een reeks andere plaaginsecten, waaronder de beruchte fall army worm, de larve van het nachtuiltje Spodoptera frugiperda, die aan een verwoestende trektocht door de maisvelden van Oost-Afrika bezig is. En de Suzuki-fruitvlieg, Drosophila suzukii een invasieve fruitvlieg die steeds meer voorkomt in Europa en grote schade aan kan richten in de fruitteelt.

Een mening over dit artikel? Reageer op onze Twitter, Facebook, Instagram of LinkedIn. Een opinieartikel is ook van harte welkom. Mail dan even met de redactie (redactie@vork.org). Geïnteresseerd in de andere artikelen van VORK? Word abonnee, vraag een gratis proefnummer aan en schrijf je in voor de tweewekelijkse Vork-nieuwsbrief. Student? Wellicht is het speciale studentenabonnement dan iets voor jou.

Tekst: Joost van Kasteren Beeld: Wikimedia