Promotie: Born to rewild: Reconnecting beneficial plant-microbiome alliances for resilient future crops

Plantendomesticatie transformeerde wilde soorten tot hoogproductieve gewassen, maar ging tegelijkertijd gepaard met een afname van zowel de genetische als microbiële diversiteit. Aan de hand van de aardappel (Solanum tuberosum) als modelsysteem onderzoekt dit werk hoe domesticatie en intensivering van de landbouw de interacties tussen planten en hun microbioom hebben hervormd, en in hoeverre het herstel van voorouderlijke microben verloren functies kan terugbrengen.

We toonden aan dat in de Andes, het centrum van oorsprong van de aardappel, habitatdomesticatie leidde tot homogenisatie van bodemchemie en microbiële samenstelling, waardoor natuurlijke ecologische gradiënten verdwenen. Inheemse bodems ondersteunden specifieke microbiële gemeenschappen, waarvan de afname in landbouwgronden samenging met een verminderde ziekteonderdrukking. Herintroductie van inheemse microbiële taxa via een synthetische gemeenschap van veertien bacteriestammen herstelde de resistentie tegen aardappelziekte (Phytophthora infestans), wat de functionele basis van microbioomherstel aantoonde.

Daarnaast lieten diploïde-hybride-veredelingsexperimenten zien dat heterosis-expressie in aardappelplanten die waren opgegroeid uit echte aardappelzaden voor een significant deel gebaseerd is op functies in het microbioom: hybriden behielden een gebalanceerde immuunresponse en een stabiel microbioom, terwijl inteeltlijnen tekenen van stress en immuunoveractivatie vertoonden.

Samenvattend toont dit onderzoek aan dat het microbioom een centrale, herstelbare component van domesticatie vormt. Het herintroduceren van gewassen met hun voorouderlijke microbiële partners is daarmee een rationele strategie om de productiviteit en veerkracht in duurzame landbouw te vergroten.