Receptor ontdekt die planten beschermt tegen uitzonderlijk brede groep ziekteverwekkers

Plantenbiologen van de Universiteit Utrecht en collega’s uit Duitsland en China hebben een receptoreiwit ontdekt dat in planten een uitzonderlijke grote groep ziekteverwekkers herkent. Hierdoor kunnen gewassen beter tegen deze ziekteverwekkers beschermd worden. Het gaat onder meer om de veroorzaker van de aardappelziekte, die veel schade toebrengt aan de aardappeloogst. Deze oömyceet wordt dan ook intensief bestreden met gewasbeschermingsmiddelen. Dit onderzoek kan bijdragen aan een milieuvriendelijker alternatief. De onderzoeksresultaten zijn 5 oktober gepubliceerd in Nature Plants.

De groep ziekteverwekkende bacteriën, schimmels en oömyceten waar het om gaat, scheiden zogenaamde NLP-eiwitten uit waarvan één klein stukje sterk overeenkomt. Het zijn deze stukjes die herkend worden door het nieuw ontdekte receptoreiwit waardoor vervolgens het afweersysteem van de plant wordt geactiveerd.

Fascinerend

“Plantensoorten verschillen erg in de detectiesystemen die ze hebben en de receptoren die ze daarvoor gebruiken. Het is fascinerend om te zien hoe de plant met deze nieuw gevonden receptor zeer verschillende ziekteverwekkers kan detecteren. Belangrijke gewassen, zoals aardappel en tomaat, missen deze receptor echter”, licht dr. Guido van den Ackerveken van het Institute of Environmental Biology van de Universiteit Utrecht toe.

Vatbaarheid verminderd

Daarom hebben de onderzoekers de receptor overgebracht in aardappelplanten en die vervolgens blootgesteld aan Phytophthora infestans, de veroorzaker van de aardappelziekte. De vatbaarheid van de plant voor de ziekte bleek inderdaad verminderd. Van den Ackerveken: “Bij het uitwisselen van een receptor is altijd de vraag of deze ook in een andere plantensoort actief is. Wij tonen nu aan dat deze receptor met succes uitgewisseld kan worden. Het zou mooi zijn als onze ontdekking tot een succesvolle toepassing leidt.”

Toevallige ontdekking

Dit onderzoek is een vervolg op een toevallige ontdekking twee jaar geleden. De Utrechtse en Duitse plantenbiologen onderzochten toen welke rol NLP-eiwitten van ziekteverwekkers spelen tijdens de infectie van een plant. Daarbij gebruikten ze de modelplant Arabidopsis. Tot hun verrassing merkten ze dat Arabidopsis door de NLP-eiwitten niet vatbaarder werd voor ziekten, maar dat de plant juist een sterke afweerreactie vertoonde tegen verschillende ziekteverwekkers. Nader onderzoek wees uit dat dit komt omdat al die ziekteverwekkers NLP-eiwitten uitscheiden waarvan één specifiek stukje herkend wordt door de plant. “Het is uniek dat de receptor die wij hebben ontdekt een stukje eiwit herkent dat bij een grote groep van zeer verschillende organismen voorkomt”, aldus Van den Ackerveken.

Publicatie

'An RLP23–SOBIR1–BAK1 complex mediates pattern-triggered immunity in plants'
Isabell Albert, Hannah Böhm, Markus Albert, Christina E. Feiler, Julia Imkampe1, Niklas Wallmeroth, Caterina Brancato, Tom M. Raaymakers*, Stan Oome*, Heqiao Zhang, Elzbieta Krol, Christopher Grefen, Andrea A. Gust, Jijie Chai, Rainer Hedrich, Guido Van den Ackerveken* and Thorsten Nürnberger
Nature Plants, 5 oktober 2015, doi:10.1038/nplants.2015.140.

* Verbonden aan de groep Plant-Microbe Interactions van het Institute of Environmental Biology van de Universiteit Utrecht

Dit onderzoek is onder meer gefinancierd door Het NWO programma “Meer met minder”.

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.