Gewassen beschermen hun nakomelingen via de bodem

De wisselwerking tussen planten en bodemorganismen gaat verder dan gedacht. Onderzoekers hebben immers ontdekt dat planten die een infectie hebben opgelopen nadien de bacteriën in de bodem dusdanig beïnvloeden dat die op hun beurt de volgende generatie planten tegen dezelfde ziekte beschermen.

Valse meeldauw

In een experiment werd de plant Arabidopsis thaliana, ofwel de zandraket, geïnfecteerd met de ziekteverwekkende waterschimmel valse meeldauw. Onderzoeker Roeland Berendsen van de Universiteit Utrecht zag nadien dat de plant stofjes ging uitscheiden om een zeer specifieke set van probiotica aan te trekken. “Dat zijn gunstige bodembacteriën waarmee de plant als het ware zijn eigen bescherming koopt”, zegt Berendsen in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Microbiology. 

Om te controleren of de resultaten algemeen gelden voor met valse meeldauw geïnfecteerde zandraketten, vergeleken de onderzoekers de samenstelling van beschermende bacteriën in hun lab met die in laboratoria in het buitenland. “Wereldwijd leven honderdduizenden verschillende soorten bacteriën”, vertelt medeauteur Pim Goossens. “Tot onze grote verbazing vonden wij precies dezelfde bacteriële sub-gemeenschappen terug op planten uit labs in Duitsland en Engeland.”

Beschermende erfenis

Wanneer planten deze 'goede’ bacteriën uit de bodem rekruteren, blijkt dat deze bacteriën nadien toenemen op hun stengel en bladeren en de ziekte zo onderdrukken. Met het aantrekken van de bacteriën kan de plant uiteindelijk ook de gezondheid van volgende generaties veiligstellen, legt Berendsen uit. “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.”

Volgens de onderzoekers biedt de nieuwe kennis zicht op minder afhankelijkheid van gewasbeschermingsmiddelen.

“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.”

Gewasbescherming

Volgens Berendsen zijn de resultaten van hun onderzoek een uitstekende basis om uit te zoeken welke mechanismen en genen betrokken zijn bij dit ingenieuze systeem. “Daarvan is mogelijk gebruik te maken in de plantenveredeling én in het ontwikkelen van bacteriestammen voor biologische gewasbescherming.

“We denken dat gewassen zo kunnen veredeld worden dat ze zelf hun eigen ziektewerende grond kunnen creëren.”