Bacteriën als plantenmest: hoe bodembacteriën planten helpen groeien bij droogte

Planten en microben staan voortdurend met elkaar in contact onder de grond. Deze onzichtbare relaties kunnen verrassend krachtig zijn, omdat sommige ervan leiden tot gezondere planten. Aan het VIB-UGent Centrum voor Plantensysteembiologie (PSB) onderzoeken wetenschappers hoe deze kleine helpers de planten ondersteunen. 'Door in te spelen op deze natuurlijke samenwerkingen en te begrijpen hoe ze op moleculair niveau werken, kunnen we duurzame, biologische meststoffen ontwikkelen die gewassen helpen gedijen in droge omgevingen,' zegt Sonia García Mendez, een van de onderzoekers die aan het project meewerkt.

Fight or flight

In tegenstelling tot dieren kunnen planten niet wegrennen van gevaar. Ze zitten letterlijk vast in de grond en vertrouwen op een complex immuunsysteem om zich te verdedigen. Traditioneel dachten wetenschappers dat planten slechts één keuze hadden bij bedreiging: vechten of sterven. Maar recente ontdekkingen suggereren dat planten een derde optie hebben: ‘vluchten’—op hun eigen manier tenminste.

Wanneer planten worden aangevallen, kunnen ze hun ontwikkeling versnellen: ze slaan de vorming van extra bladeren over om zich te concentreren op zaadproductie. Die zaden kunnen vervolgens uitgroeien op een veiligere plek. 'Stel je even voor dat je huis in brand staat—dan begin je toch ook niet met herdecoreren? Je neemt je gezin en vlucht,' legt Sonia uit. 'Planten doen hetzelfde: ze stoppen met het maken van nieuwe bladeren en focussen op zaadproductie—een manier om te ontsnappen via hun nakomelingen.'

Interessant genoeg kunnen vriendelijke bacteriën die vluchtrespons ook activeren. In experimenten met Arabidopsis thaliana (een kruidachtige modelplant) ontdekten we dat specifieke genen die betrokken zijn bij veroudering en bloei werden geactiveerd na behandeling met bepaalde bodembacteriën. De behandelde planten bloeiden vroeger dan de onbehandelde, zonder verlies aan gezondheid of grootte. Toen dezelfde microben werden toegepast op maïs die groeide in droge grond, waren de resultaten opvallend: de behandelde planten waren groter, groener en levendiger.

Superbacteriën?

De bacteriën achter deze effecten behoren tot een groep genaamd Streptomyces en komen voor in bijna alle bodems. Ze zijn ook verantwoordelijk voor die typische ‘aardegeur’ die je ruikt na een regenbui, dankzij een stof genaamd geosmine. Naast hun groeibevorderende effecten bij planten staan deze microben bekend als producenten van bijna 60 procent van de antibiotica die we vandaag in de geneeskunde gebruiken!

Waarschijnlijk scheiden deze Streptomyces een nog onbekende stof af die planten aanzet om sneller zaden te vormen. 'Aangezien we geen schadelijke effecten op de planten zien, kan deze natuurlijke reactie benut worden om bio-bemesters te ontwikkelen die gewassen helpen overleven bij droogte en de zaadvorming stimuleren. Of deze aanpak ook werkt bij andere gewassen zoals tarwe of rijst moet nog blijken, maar de vooruitzichten zijn veelbelovend,' besluit hoofdonderzoeker Sofie Goormachtig.

Dit soort onderzoek helpt ons om groenere oplossingen te vinden in de strijd tegen klimaatverandering. Door bodembacteriën te gebruiken in biologische meststoffen kunnen we het gebruik van schadelijke chemicaliën verminderen, het milieu beschermen en de menselijke gezondheid bevorderen. Als je de volgende keer in het bos de geur van geosmine ruikt, denk dan aan de Streptomyces—en aan de mogelijkheden die ze bieden voor de toekomst van de landbouw. Soms is de oplossing niet ver te zoeken, maar ligt ze gewoon onder onze voeten.