Planten die zijn geïnfecteerd met een waterschimmel beïnvloeden de bacteriën 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 bacteriën 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.
Wisselwerking planten en bodemorganismen
De wisselwerking tussen planten en bodemorganismen gaat verder dan gedacht. “De bacteriën 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 geïnfecteerd met een ziekteverwekkende waterschimmel genaamd valse meeldauw. De plant scheidt dan stofjes uit om een zeer specifieke set van probiotica aan te trekken, gunstige bodembacteriën.” 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 bacteriën 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 bacteriën die de plant beschermen tegen de ziekteverwekker.”
Om te controleren of de resultaten algemeen gelden voor met valse meeldauw geïnfecteerde zandraketten, vergeleken de onderzoekers de Utrechtse samenstelling van beschermende bacteriën met die in laboratoria in het buitenland. “Wereldwijd leven honderdduizenden verschillende soorten bacteriën”, vertelt Goossens. “Tot onze grote verbazing vonden wij precies dezelfde bacteriële sub gemeenschappen terug op planten uit labs in Duitsland en Engeland.”
Anti-infectie-erfenis
Planten rekruteren deze bacteriën uit de bodem, waarna de bacteriën toenemen op de bladeren en de ziekte onderdrukken. Met het aantrekken van de bacteriën kan de plant uiteindelijk ook de gezondheid van volgende generaties veiligstellen. Berendsen: “Nadat de plant afsterft, blijven die stengelbacteriën weer in de bodem achter. Een nieuwe generatie planten profiteert direct van die beschermende anti infectie-erfenis doordat de goede bacteriën zich op de stengel en de bladeren van de jonge plant kunnen vestigen.”
Gewassen creëren 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 gecreëerd.”
Afhankelijkheid gewasbeschermingsmiddelen
De nieuwe kennis kan wellicht bijdragen aan ontwikkelingen om gewassen minder afhankelijk te maken van bestrijdingsmiddelen. Berendsen: “Nu we weten welke zeer specifieke bacteriën 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 én in het ontwikkelen van bacteriestammen voor biologische gewasbescherming. We denken dat gewassen zo te veredelen zijn dat ze zelf hun eigen ziektewerende grond kunnen creëren.”
Het onderzoek kwam tot stand dankzij een samenwerking tussen de onderzoeksgroepen Plant-Microbe Interactions (onder leiding van Corné Pieterse) en Translational Plant Biology (onder leiding van Guido van den Ackerveken).
Bron: Universiteit Utrecht
