ENGINEERINGNET.BE - Als planten via de wortels meer water opnemen dan ze kwijtraken via verdamping, kunnen ze met behulp van waterporiën op de bladrand voorkomen dat hun interne waterdruk te hoog wordt. Maar ziekmakende micro-organismen kunnen via deze sapdruppeltjes en de openstaande poriën ook het vaatstelsel van planten binnendringen.
Biologen vragen zich daarom al langere tijd af: hoe verdedigen planten zich hiertegen? Zijn die waterporiën, ofwel hydathoden, kwetsbare klieren zonder enige verdediging tegen schadelijke binnendringers? Of zijn ze juist zo geëvolueerd dat zij deel uitmaken van de verdedigingslinie van planten tegen ziekmakers?
Een team van onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam experimenteerde daarom met de modelplant Arabidopsis en twee soorten schadelijke bacteriën. Arabidopsis, ofwel Zandraket, is verwant aan alle koolsoorten en andere eetbare planten uit de familie van kruisbloemigen. De biologen ontdekten dat de waterporiën deel uitmaken van de eerste én tweede lijn van verdediging van de plant tegen bacteriën.
Onderzoeker Harrold van den Burg: ‘We hebben gebruik gemaakt van Arabidopsis mutanten met problemen met hun immuunsysteem, waardoor ze gevoelig werden voor infectie met de bacteriën Xanthomonas campestris en Pseudomonas syringae. Deze bacteriën veroorzaken vaak problemen in de landbouw."
"In dit onderzoek werden ze ingezet om het immuunsysteem van planten te ontrafelen. Zo hebben we kunnen vaststellen dat twee eiwitcomplexen, BAK1 en EDS1-PAD4-ADR1, voorkomen dat de bacteriën zich in die waterporiën gaan vermenigvuldigen. Ook ontdekten we dat er vanuit de waterporiën een signaal komt, waardoor de plant hormonen gaat produceren die verdere verspreiding van bacteriën in het vaatstelsel remmen."
Het team levert hiermee een belangrijk inzicht in hoe deze natuurlijke toegangspunten voor bacteriën geëvolueerd zijn en beschermd worden door het immuunsysteem van de plant. Op termijn kan dit mogelijk helpen om landbouwgewassen weerbaarder te maken tegen bacteriële ziekten.
Van den Burg: ‘We weten nu welke eiwitcomplexen hierbij betrokken zijn, maar nog niet op welke manier. Zorgen zij bijvoorbeeld voor de productie van antimicrobiële stoffen in hydathoden die de bacteriegroei remmen? Hoe beter we dit begrijpen, hoe dichter we ook bij een mogelijke toepassing voor betere bescherming van landbouwgewassen komen.’
