Het is mogelijk om snel en nauwkeurig inhoudsstoffen-‘landkaarten’ te maken van levend plantenweefsel, door gebruik te maken van laser ablation electrospray ionization mass spectrometry imaging. Dat laten onderzoekers van Wageningen UR zien in hun publicatie in het wetenschappelijke tijdschrift Plant Physiology. De kaarten zijn nu nog 2D, hierna gaan de onderzoekers kijken of met de techniek ook 3D kaarten gemaakt kunnen worden.
De landkaarten, die de Wageningse onderzoekers maakten, zijn tot op de halve millimeter nauwkeurig. De landkaarten kunnen bijvoorbeeld gebruikt worden om meer inzicht te krijgen in de reactie van planten op binnendringende ziekteverwekkers. Dat inzicht is belangrijk voor de ontwikkeling van voedselgewassen, die zichzelf beter kunnen verweren tegen ziekten en plagen, en daardoor meer en beter voedsel kunnen produceren.
Meer dan 100.000 plantenstoffen
In iedere plantencel zitten duizenden verschillende inhoudsstoffen, metabolieten. Enzymen in de cel zorgen voor de productie van al die metabolieten. En de aanwezigheid van deze enzymen wordt weer aangestuurd door de genen in het DNA van de plant. Zo zijn er in kroonbladeren andere genen actief dan in groene bladeren, waardoor alleen de kroonbladeren inhoudsstoffen maken die voor de bloemkleur zorgen. Al die duizenden inhoudsstoffen in plantencellen hebben verschillende functies. De kleurstoffen in een bloem zorgen voor het aantrekken van insecten voor de bestuiving, smaakstoffen maken bessen aantrekkelijk voor vogels, waardoor de vogels de zaden verspreiden, en alkaloïden en heel veel andere gespecialiseerde metabolieten helpen de plant bij de verdediging tegen ziekten en plagen.
Er kunnen grote verschillen bestaan tussen samenstelling van plantencellen die dicht bij elkaar in de buurt liggen, zoals binnen een blad. Daarom is het nuttig om van kleine specifieke groepen cellen, of zelfs van individuele cellen de plantenstoffen te kunnen meten. Voor gedroogd weefsel bestond daarvoor al een techniek. Maar die techniek is minder betrouwbaar doordat bij het drogen de samenstelling van de cellen kan veranderen. Meten aan levend weefsel is dus veel beter.
Kennis voor meer en beter voedsel
Voor steeds meer inhoudsstoffen is bekend wat hun functie voor de planten is. Maar waar en hoe dat precies gebeurt was tot nu toe lastig te onderzoeken. Zo weten we dat bepaalde metabolieten er voor zorgen dat plant zich tegen ziekten en plagen kunnen verweren. Tot op heden konden die stoffen alleen in stukjes blad onderzocht worden, door ziek en gezond blad met elkaar te vergelijken.
De Wageningse onderzoekers laten nu zien dat het ook mogelijk is om van een aangetast blaadje een nauwkeurige landkaart van de afweerreactie te maken. Deze nieuwe techniek kan ons daarmee veel meer leren over de vaak zeer plaatselijke interactie tussen planten en hun belagers. Die kennis kan gebruikt worden voor de ontwikkeling van gewassen die zich beter kunnen verweren tegen ziekten en plagen en daardoor meer en beter voedsel kunnen produceren.
Meer informatie
Wageningen UR
Droevendaalsesteeg 4
6708 PB Wageningen
T.: +31 (0)317 480100
W.: www.wageningenur.nl
