Bacteriën als slimme aanjager tegen droogtestress

ARTIKEL

Hanneke Tax, maandag 21 maart 2022

130 sec

Europees onderzoek naar ontwikkeling klimaatbestendig wortelstelsel

Een speciale behandeling van plantmateriaal met de bodembacterie Rhizobium rhizogenes leidt tot de vorming van fijne, harige wortels. Daaruit kun je mogelijk planten kweken die beter bestand zijn tegen droogtestress dankzij hun gewijzigde wortelstelsel. In Europees verband wordt onderzocht of de methode op grotere schaal bruikbaar kan worden gemaakt.

Na behandeling met de bodembacterie Rhizobium rhizogenes: links de kluit van een controleplant, rechts de kluit van een gewijzigde plant

Klimaatverandering leidt ook in Europa tot extremer weer, waaronder langere periodes van droogte met hoge temperaturen. Bij aanhoudende droogte kunnen veel gangbare cultuurplanten niet voldoende water en voedingstoffen opnemen en bovendien verliezen ze extra water via de stengels en bladeren. Het gevolg: droogtestress. In grote delen van Europa was het effect daarvan de afgelopen jaren al eens te zien, en de verwachting is dat het er de komende jaren niet beter op wordt. Daarom werkt een internationaal onderzoeksteam aan de ontwikkeling van droogteresistentere planten.

Hairy roots

Droogtestress betekent vaak verminderde groei en soms zelfs groeistilstand. Of nog erger, de plant begint te verwelken en kan zich vanaf een bepaald punt niet meer herstellen. De centrale gedachte in het Europese onderzoek, onder de naam Rootsplus, is dat planten met een dicht, fijnvertakt wortelstelsel beter bestand zijn tegen langdurige droogte en warmte, doordat ze ieder microdruppeltje vocht - met voedingstoffen ¬- in de aarde kunnen benutten. In het project onderzoeken plantwetenschappers of met behulp van bodembacteriën een effectief kweekprogramma opgezet kan worden van planten met zo'n fijn wortelstelsel, ook wel hairy roots genoemd.

'De techniek is moeilijk en plantafhankelijk, maar je krijgt veel sneller een marktklare nieuwe cultivar dan met andere veredelingstechnieken'

Projectleider Ellen De Keyser van onderzoeksinstituut ILVO in Vlaanderen: 'Voor het volledige project kunnen we na negen maanden zeggen dat er experimenten zijn opgestart met verschillende gewassen. Maar het duurt uiteraard een hele poos voor dit leidt tot planten die gebruikt kunnen worden in proeven om een verbeterde droogteresistentie te bepalen.'

Vijf tot tien jaar

Het Rootsplus-onderzoek zal nog ruim twee jaar duren; daarna duurt het nog enkele jaren voor de droogtetolerante varianten beschikbaar zijn voor de markt. De Keyser licht toe: 'Dit is geen eenvoudige techniek; het vraagt heel wat gewasspecifieke optimalisatie, wat uiteraard tijd kost. Afhankelijk van het gewas, zeker voor houtachtigen zoals bomen, duurt het lang voor we vanuit weefselteelt planten kunnen kweken die fenotypisch kunnen worden beoordeeld. Toch kan deze techniek resulteren in een beduidende versnelling ten opzichte van de klassieke veredeling. Je krijgt dus veel sneller een marktklare nieuwe cultivar dan met andere veredelingstechnieken. Afhankelijk van het gewas kan dit binnen vijf tot tien jaar meer klimaatresistente planten opleveren, die direct inzetbaar zijn in de veredeling van commerciële rassen.'

Plantenweefsel in vitro samengebracht met Rhizobium rhizogenes. Het weefsel vormt onder invloed van het T-DNA (afkomstig van de bacteriën) de zogenaamde hairy roots.

Natuurlijk mechanisme

Aan het Rootsplus-project doen wetenschappelijke onderzoeksinstituten mee uit België, Roemenië, Duitsland en Polen. Het project concentreert zich rond de bodembacterie Rhizobium rhizogenes, een soort die ook gewoon in de natuur voorkomt. Zelfs het mechanisme ¬- het ontwikkelen van fijne wortels door aanpassingen in het DNA - wordt in het wild waargenomen. Dat betekent niet dat er geen rol is weggelegd voor het laboratorium, aldus De Keyser: 'Er zijn voorbeelden te vinden in de natuur waar het gelukt is, maar deze zijn zeldzaam. Om de slaagkansen te verhogen, wordt er met weefselteelt gewerkt.' Een belangrijk voordeel van deze natuurlijke oorsprong is dat het Rootsplus-project niet onder de regels voor gentechnologie valt. Dat maakt de ontwikkeling juridisch gezien een stuk eenvoudiger.

Bodemmoeheid

Voor houtgewassen biedt het onderzoek nog een extra kans. Mogelijk verhogen de bacteriële techniek en het gewijzigde wortelgestel ook de weerbaarheid van de boom of struik tegen bodemmoeheid: vertraagde groei en een gebrekkig wortelstelsel bij herplant van roos of appel op een plek waar eerder hetzelfde gewas stond. De Keyser: 'We hopen dat de sterke wortelgroei die wordt gestuurd door de genen van de bodembacterie dit probleem kan oplossen.'

Rootsplus Rootsplus is een Europese samenwerking tussen Duitsland (Universiteit van Hannover), Polen (Nicolaus Copernicus Universiteit), Roemenië (Universiteit voor Landbouwwetenschappen en Diergeneeskunde Cluj-Napoca) en het ILVO (projectcoördinator). In Vlaanderen wordt het project gefinancierd door het VLAIO (Agentschap Innoveren en Ondernemen). Het ILVO werkt samen met twee bedrijven.

LOGIN   met je e-mailadres om te reageren.

REACTIES

Er zijn nog geen reacties.

Tip de redactie