Wetenschappers hebben voor het eerst het microbioom van planten veranderd, waardoor de prevalentie van ‘goede’ planten is toegenomen bacteriën die de plant beschermen tegen ziekten.
Rijstterrassen – illustratieve foto. Afbeeldingscredit: Pixabay (gratis Pixabay-licentie)
De resultaten Gepubliceerd in Natuurlijke communicatie door onderzoekers aan de Universiteit van Southampton, China en Oostenrijk, zou de behoefte aan milieuvernietigende pesticiden aanzienlijk kunnen verminderen.
Het publiek is zich steeds meer bewust van het belang van ons microbioom – de talloze micro-organismen die in en rond ons lichaam leven, inclusief onze ingewanden. Onze darmmicrobiomen beïnvloeden onze stofwisseling, onze kans om ziek te worden, ons immuunsysteem en zelfs onze stemming.
Planten herbergen ook een grote verscheidenheid aan bacteriën, schimmels, virussen en andere micro-organismen die in hun wortels, stengels en bladeren leven. De afgelopen tien jaar hebben wetenschappers intensief onderzoek gedaan naar de microbiota van planten om te begrijpen hoe deze de gezondheid van planten en de vatbaarheid voor ziekten beïnvloeden.
“Voor het eerst waren we in staat om specifiek de samenstelling van het microbioom van een plant te veranderen, waardoor het aantal nuttige bacteriën die de plant kunnen beschermen tegen andere schadelijke bacteriën toenam”, legt co-auteur Dr. Tomislav Cernava uit. van het artikel en universitair hoofddocent Plant-Microbe Interactions aan de Universiteit van Southampton.
“Deze vooruitgang zou de afhankelijkheid van pesticiden, die schadelijk zijn voor het milieu, kunnen verminderen. We hebben dit bereikt in rijst, maar het raamwerk dat we hebben gecreëerd zou op andere planten kunnen worden toegepast en andere mogelijkheden kunnen bieden om hun microbioom te verbeteren. Microben die de toevoer van voedingsstoffen naar gewassen vergroten, kunnen bijvoorbeeld de behoefte aan synthetische meststoffen verminderen.
Het internationale onderzoeksteam ontdekte dat een specifiek gen dat aanwezig is in de ligninebiosynthesecluster van de rijstplant betrokken is bij de vorming van zijn microbioom. Lignine is een complex polymeer dat aanwezig is in de celwanden van planten: de biomassa van bepaalde plantensoorten bestaat voor meer dan 30% uit lignine.
Ten eerste merkten de onderzoekers op dat wanneer dit gen werd uitgeschakeld, er een afname was in de populatie van bepaalde nuttige bacteriën, wat het belang ervan voor de samenstelling van de microbioomgemeenschap bevestigde.
De onderzoekers deden vervolgens het tegenovergestelde, door het gen tot overexpressie te brengen, zodat het meer een specifiek type metaboliet produceerde: een klein molecuul dat door de waardplant wordt geproduceerd tijdens zijn metabolische processen. Dit verhoogde het aandeel nuttige bacteriën in het plantenmicrobioom.
Toen deze kunstplanten werden blootgesteld aan Xanthomonas oryzae – een ziekteverwekker die bacteriële plaag van rijstgewassen veroorzaakt, waren ze er aanzienlijk resistenter tegen dan wilde rijst.
Bacteriële bacterievuur komt veel voor in Azië en kan een aanzienlijk verlies aan rijstopbrengsten veroorzaken. Over het algemeen wordt deze onder controle gehouden door het gebruik van vervuilende pesticiden. Het produceren van een gewas met een beschermend microbioom kan dus de voedselzekerheid helpen versterken en het milieu beschermen.
Het onderzoeksteam onderzoekt momenteel hoe de aanwezigheid van andere nuttige microben kan worden beïnvloed om verschillende voordelen voor de plantgezondheid te ontsluiten.
De homeostase van het microbioom op rijstbladeren wordt gereguleerd door een voorlopermolecuul van de biosynthese van lignine wordt gepubliceerd in Natuurlijke communicatie en is online beschikbaar.
Oorspronkelijk gepubliceerd in The European Times.
