Plant beschermt nakomelingen via bodem

- EN- NL
Jelle Spooren, Roeland Berendsen en Pim Goossens (Foto: Hans van Pelt)
Jelle Spooren, Roeland Berendsen en Pim Goossens (Foto: Hans van Pelt)
Planten die zijn geÔnfecteerd met een waterschimmel beÔnvloeden de bacteriŽn in de bodem dusdanig dat die op hun beurt de volgende generatie planten tegen dezelfde ziekteverwekker beschermen. Opmerkelijk genoeg lijkt de onderdrukking van de ziekte door de bacteriŽn juist plaats te vinden op de stengel en de bladeren van de plant. Dat schrijven plantonderzoekers van de Universiteit Utrecht in het prestigieuze wetenschappelijke tijdschrift Nature Microbiology. De nieuwe kennis biedt zicht op minder afhankelijkheid van gewasbeschermingsmiddelen

De wisselwerking tussen planten en bodemorganismen gaat verder dan gedacht. "De bacteriŽn in de bodem zijn belangrijk voor de gezondheid van planten", zegt onderzoeker Roeland Berendsen , verbonden aan de Universiteit Utrecht. "Dat zien we bijvoorbeeld als de laboratoriumplant Arabidopsis thaliana, ofwel de zandraket, is geÔnfecteerd met een ziekteverwekkende waterschimmel genaamd valse meeldauw. De plant scheidt dan stofjes uit om een zeer specifieke set van probiotica aan te trekken, gunstige bodembacteriŽn." Daarmee koopt de plant als het ware zijn eigen bescherming.

Buitenlandse laboratoria

Uit onderzoek van Berendsen, samen met onder anderen Pim Goossens en Jelle Spooren , blijkt nu dat ook de samenstelling van bacteriŽn op de stengel en bladeren van de plant verandert na een infectie met valse meeldauw. Goossens: "Juist op de bovengrondse delen vonden we in het lab een enorme toename van heel specifieke bacteriŽn die de plant beschermen tegen de ziekteverwekker."

Om te controleren of de resultaten algemeen gelden voor met valse meeldauw geÔnfecteerde zandraketten, vergeleken de onderzoekers de Utrechtse samenstelling van beschermende bacteriŽn met die in laboratoria in het buitenland. "Wereldwijd leven honderdduizenden verschillende soorten bacteriŽn", vertelt Goossens. "Tot onze grote verbazing vonden wij precies dezelfde bacteriŽle sub-gemeenschappen terug op planten uit labs in Duitsland en Engeland."

Anti-infectie-erfenis

Planten rekruteren deze bacteriŽn uit de bodem, waarna de bacteriŽn toenemen op de bladeren en de ziekte onderdrukken. Met het aantrekken van de bacteriŽn kan de plant uiteindelijk ook de gezondheid van volgende generaties veiligstellen. Berendsen: "Nadat de plant afsterft, blijven die stengelbacteriŽn weer in de bodem achter. Een nieuwe generatie planten profiteert direct van die beschermende anti-infectie-erfenis doordat de goede bacteriŽn zich op de stengel en de bladeren van de jonge plant kunnen vestigen."

Gewassen creŽren ziektewerende grond

De wetenschappers hebben goede hoop dat hun nieuwe resultaten in de toekomst bruikbaar zullen zijn in de landbouw. "Boeren passen vaak gewasrotatie toe om overwinterende ziekteverwekkers in de bodem niet de kans te geven om de volgende lente direct nieuwe jonge planten te infecteren", zegt Berendsen. "En dan nog gaat in de landbouw, ondanks bestrijdingsmiddelen, gemiddeld een kwart van de planten verloren. Nu weten we waarom het voor sommige gewassen, bijvoorbeeld tarwe, juist gunstig kan zijn om doorgezaaid te worden. Ze profiteren dan van het gunstige microbioom in de bodem dat de vorige generatie zelf heeft gecreŽerd."

We denken dat gewassen zo te veredelen zijn dat ze zelf hun eigen ziektewerende grond kunnen creŽren Dr. Roeland Berendsen Plant-Microbe Interactions
De nieuwe kennis kan wellicht bijdragen aan ontwikkelingen om gewassen minder afhankelijk te maken van bestrijdingsmiddelen. Berendsen: "Nu we weten welke zeer specifieke bacteriŽn de plant rekruteert bij infectie met valse meeldauw, hebben we een uitstekende basis om uit te zoeken welke mechanismen en genen daarbij betrokken zijn. Daarvan is mogelijk gebruik te maken in de plantenveredeling ťn in het ontwikkelen van bacteriestammen voor biologische gewasbescherming. We denken dat gewassen zo te veredelen zijn dat ze zelf hun eigen ziektewerende grond kunnen creŽren."

Het onderzoek kwam tot stand dankzij een samenwerking tussen de onderzoeksgroepen Plant-Microbe Interactions (onder leiding van Cornť Pieterse ) en Translational Plant Biology (onder leiding van Guido van den Ackerveken ).

Publicatie

Obligate biotroph downy mildew consistently induces near-identical protective microbiomes in Arabidopsis thaliana P. Goossens, J. Spooren, K.C.M. Baremans, A. Andel , D. Lapin, N. Echobardo, C.M.J. Pieterse, G. van den Ackerveken, R.L. Berendsen
Nature Microbiology