Plantenwortels groeien naar bodemschimmels toe

Brassica rapa
© Wikimedia Commons (https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Rasbak)

Plantenwortels groeien naar bodemschimmels toe

Promotie-onderzoek Kay Moisan biedt kansen voor gewasbescherming
Nieuws

Wortels van planten scheiden niet alleen zelf geuren af, maar reageren ook op geuren die nuttige én schadelijke schimmels in de grond afscheiden. Ze doen dit door naar de schimmels toe te groeien of ze juist te negeren. Dat blijkt uit onderzoek dat Kay Moisan deed bij het NIOO, en waarop ze vandaag gepromoveerd is in Wageningen. Met dit 'reukvermogen' kunnen planten zichzelf onder andere beschermen tegen insecten en wormen.

Plantenwortels zijn fascinerende organen, omdat ze zo essentieel zijn voor de gezondheid van planten. Toch weten we nog niet goed hoe ze in de bodem functioneren, en welke factoren van invloed zijn op hun groei.

Recente studies laten zien dat plantenwortels de geuren van microben in de bodem kunnen waarnemen, en dat geuren van bodembacteriën of bodemschimmels bijvoorbeeld de vertakking en lengte van de wortels kunnen beïnvloeden. Maar tot op heden was onbekend of microbiële geurstoffen ook van invloed kunnen zijn op de ríchting waarin plantenwortels groeien.

Foto: Kay Moisan / WUR
Kay Moisan

Aangetrokken door schadelijke schimmels

In haar proefschrift en de bijbehorende publicatie in Plant, Cell & Environment tonen Kay Moisan en haar co-auteurs - onder wie haar co-promotor Jos Raaijmakers van het NIOO - aan dat dit inderdaad zo is: planten nemen geuren waar die bodemschimmels produceren, en reageren erop nog voordat ze met de schimmels in contact komen.

Hiervoor ontwikkelden de wetenschappers een unieke testopstelling, waarbij raapzaadwortels (Brassica rapa) in de bodem de 'keuze' kregen om in de richting van - of juist weg van - de geuren van vier verschillende bodemschimmels te groeien. Zo toonden de onderzoekers aan dat wortels de geuren die door bepaalde schimmels worden uitgescheiden negeren, maar dat ze juist worden aangetrokken door geuren van andere schimmels.

Opvallend genoeg werden de plantenwortels vooral aangetrokken door geuren die schadelijke schimmels uitstoten. Blootstelling van plantenwortels aan deze schimmelgeuren kan de planten minder geschikt maken als voedingsbron voor bladetende rupsen, aaltjes en worteletende insecten.

Foto: Kay Moisan / WUR
Raapzaadwortels in de bodem konden 'kiezen' om een bepaalde richting op te groeien

Veelbelovend voor gewasbescherming

In de zoektocht naar duurzame landbouwpraktijken zijn geuren van bodemmicroben daarom veelbelovende kandidaten voor gewasbescherming en -stimulering.  De bevindingen roepen ook nieuwe vervolgvragen op over de vraag of planten actief kunnen 'beslissen' waar ze naartoe groeien, en met welke micro-organismen ze moeten interacteren.

De opzet van het onderzoek is bovendien een proof of concept dat wortels wel degelijk reageren op microbiële geuren. Volgens Moisan’s promotor, Prof. Marcel Dicke van de WUR, is hiermee een nieuwe methode gerealiseerd om de chemische communicatie tussen wortels en bodemschimmels en de invloed ervan op de wortelgroei te bestuderen.

"Deze opzet kan ook door andere laboratoria worden hergebruikt, om deze interacties verder te onderzoeken.”