Wetenschappers hebben het mechanisme geïdentificeerd dat de schimmel Septoria tritici gebruikt om de immuunreacties van de plant in zijn eigen voordeel te manipuleren.
Tarwe is een van de belangrijkste voedselgewassen wereldwijd. De opbrengst is continue onder bedreiging van plantenziektes, vaak veroorzaak door pathogene schimmels. Bladvlekkenziekte is economisch gezien een van belangrijkste ziektes en wordt veroorzaakt door de schimmel Septoria tritici (officieel: Zymoseptoria tritici). Deze schimmel veroorzaakt vroegtijdige afsterving van het blad. Hierdoor is er minder fotosynthese mogelijk, wat uiteindelijk resulteert in een lagere graanopbrengst.
Een nieuwe studie van Rothamsted Research en Syngenta geeft nieuwe inzichten over de strategie die Z. tritici gebruikt om bladvlekkenziekte in tarwe te veroorzaken. Dit onderzoek is gepubliceerd in het blad Plant Physiology.
De onderzoekers hebben zich gefocust op de mechanismes die de schimmel gebruikt om zich als ziekte op tarwe te manifesteren. Om dit te bereiken gebruikten Rothamsted and Syngenta een combinatie van hoogst geavanceerde technologieën, waaronder RNA-sequencing om gen-activiteit te meten. Het gebruik van deze technologie maakte het mogelijk om veranderingen in de fysiologie van de schimmel én de plant gelijktijdig te meten.
Gedurende alle fases van de schimmel-plant interactie (vanaf het landen van de schimmel op het blad tot het vormen van nieuwe sporen in geïnfecteerde bladeren) zijn metingen uitgevoerd. Deze bijzonder grote datasets leidden tot nieuwe inzichten in de strategieën die de schimmel gebruikt om bladvlekkenziekte te veroorzaken.
Het onderzoek toont duidelijk aan dat er gedurende meerdere fases van de schimmelinfectie sprake is van een ‘sluwe manipulatie’ van het natuurlijke verdedigingsmechanisme van de plant. Terwijl de verdedigingsmechanismen van de plant tijdens de eerste fasen van de infectie worden onderdrukt, worden de daadwerkelijke symptomen van bladvlekkenziekte juist zichtbaar door een duidelijk activatie van diezelfde verdedigingsmechanismen. Dit in tegenstelling tot wat altijd verwacht werd.
Z.tritici gebruikt bewust een truc om zijn eerdere onderdrukking van het verdedigingsmechanisme op te heffen. Vervolgens zet de schimmel de tarwe actief aan tot een vroegtijdige vorm van zelfverdediging door de plant cellulaire zelfmoord te laten plegen. De plant gebruikt deze techniek normaal gesproken in een latere fase om verdere verspreiding van schimmels te voorkomen. Echter Z. tritici profiteert juist van deze dode omgeving in de laatste fases van zijn cyclus; vermeerdering en verspreiding. Het bewust uitschakelen en later stimuleren van de immuunreactie van de plant kan worden beschouwd als een soort kaping van het verdedigingsmechanisme.
Meer informatie
Syngenta
W.: www.syngenta.com
