Gewassen beschermd door juiste mix probiotica

Microbiologen van de Universiteit Utrecht, Nanjing Agricultural University in China en de University of York in Engeland hebben een methode ontwikkeld om de juiste mix van ‘probiotica’ voor een gewas te bepalen. Hierdoor worden de gewassen op natuurlijke wijze beschermd tegen ziekteverwekkers en zijn andere (chemische) bestrijdingsmiddelen niet nodig. Jaarlijks gaat wereldwijd nog altijd een derde van de oogst van belangrijke gewassen als aardappels, rijst, tomaten en graan verloren door ziekten. De resultaten van hun onderzoek verschenen 24 september in Nature Communications.

Het verrijken van de tuin- en landbouwgrond met probiotica, nuttige bacteriën, is in opkomst als alternatief voor het gebruik van bestrijdingsmiddelen. Maar tot nu toe was niet bekend wat voor een bepaald gewas in een bepaalde grond de optimale bacteriegemeenschap was. Het onderzoek van de Utrechtse, Chinese en Engelse microbiologen maakt het nu mogelijk die te bepalen.

Bruinrot

Zij toonden de effectiviteit van hun methode experimenteel aan bij een tomatenteler in China, die last had van de Ralstonia solanacearum bacterie. Het toevoegen van vastgestelde probiotica-mix aan de planten bleek de ziekteverwekkende bacterie geen kans te geven. De Ralstonia solanacearum komt ook in Nederland voor en brengt hier als veroorzaker van bruinrot veel schade toe aan de aardappeloogst.

Hand-in-hand samenwerken

Uitgangspunt voor de juiste probiotica-mix is de samenstelling van de bodembacteriegemeenschap in de grond waarin het gewas groeit. Alle aanwezige bacteriën worden vervolgens ingedeeld naar hun eigenschappen en rol in de bodemgemeenschap. De probiotica moeten bijvoorbeeld zo min mogelijk concurreren om dezelfde voedingstoffen. Tegelijkertijd moeten ze samen alle voedingsstoffen gebruiken, die de ziekteverwerker voor zijn groei nodig heeft. “Op basis hiervan wordt duidelijk welke bacteriën elkaar versterken door hand-in-hand samen te werken tegen de ziekte, terwijl ze elkaar niet verdringen”, legt promovenda Tianjie Yang van Nanjing Agricultural University en de Universiteit Utrecht uit.

De darmflora van planten

Planten leven van nature in een symbiose met een groot aantal nuttige bodembacteriën. Ze nemen hierdoor gemakkelijker voedingsstoffen en water op. Bovendien vormen deze nuttige bacteriën een schild tegen ziekteverwekkende bodembewoners. “Je kunt het vergelijken met onze darmflora”, licht projectleider dr. Alexandre Jousset van de Universiteit Utrecht toe. “Dat is ook een mix van een groot aantal nuttige bacteriën die essentieel is voor een goede opname van voedingsstoffen en een gezond immuunsysteem.”

Intensieve land- en tuinbouw

Bij intensieve land- en tuinbouw verdwijnen echter veel gunstige schimmels en bacteriën uit de grond, waardoor gewassen zich minder goed kunnen ontwikkelen en kwetsbaarder worden voor ziekten. Als reactie hierop worden bestrijdingsmiddelen ingezet, maar die die zijn zelden milieuvriendelijk. Het verrijken van de grond met nuttige bacteriën is daarom veel aantrekkelijker en kan nu dus aanzienlijk gerichter en effectiever. De onderzoekers zijn met een bedrijf in gesprek voor de toepassing van hun methode.

Samenwerking Nanjing en Utrecht

Dit onderzoek is het resultaat van een bijzondere samenwerking tussen de Universiteit Utrecht en de Nanjing Agricultural University. De twee universiteiten wisselen sinds 2013 studenten, promovendi en docenten uit. Promovenda Tianjie Yang, een van de hoofdauteurs van de studie, brengt twee jaar van haar promotie door in Nanjing en twee jaar in Utrecht. Dr. Alexandre Jousset, de leider van de studie, is universiteitsdocent aan de Universiteit Utrecht en gasthoogleraar in Nanjing.

Dit onderzoek is medegefinancierd door het Chinese ministerie voor Landbouw en de Chinese Organisatie voor Wetenschappen.

Publicatie

Trophic network architecture of root-associated bacterial communities determines pathogen invasion and plant health
Zhong Wei*, Tianjie Yang*, Ville-Petri Friman, Yangchun Xu, Qirong Shen & Alexandre Jousset*
Nature Communications, 24 september 2015, DOI: 10.1038/ncomms9413

* Samenwerking Nanjing Agricultural University/Universiteit Utrecht

Future Food Utrecht

Dit onderzoek valt onder Future Food Utrecht, een interdisciplinair onderzoeksthema van de Universiteit Utrecht. Hierin werken we aan nieuwe oplossingen voor een duurzame, gezonde, acceptabele en toegankelijke voedselvoorziening voor de wereldbevolking. Daarbij richten we ons op oplossingen die ontstaan door begrip van de fundamentele mechanismen en het integreren van inzichten en ideeën van alle voedselgerelateerde wetenschappen. In Future Food Utrecht werken biologen, farmaceutisch onderzoekers, sociale wetenschappers, stadsgeografen, medisch en diergeneeskundig onderzoekers, ethici en economen samen. Meer informatie: Future Food Utrecht.

Contact

Monica van der Garde, persvoorlichter faculteit Bètawetenschappen, m.vandergarde@uu.nl, 06 13 66 14 38.