Liefde op afstand: planten verleiden bacteriën met geuren

'Hun hele leven lang worden planten blootgesteld aan allerlei stressfactoren', schrijft een team onderzoekers van het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW) onder leiding van Kristin Schulz-Bohm en Paolina Garbeva. Interacties met de juiste bacteriën kunnen planten helpen om te 'ontstressen'. Maar die zijn niet altijd in de buurt.

Dat plantenwortels zich met geurstoffen kunnen verweren tegen vijanden, was al bekend. Maïsplanten, bijvoorbeeld, waarvan de wortels worden aangevreten door keverlarven, scheiden een stofje af waar aaltjes op afkomen. Dat zijn natuurlijke vijanden van de larven. Maar kunnen planten met hetzelfde kunstje ook actief bacteriën aantrekken die groei of herstel stimuleren? Ook wanneer die bacteriën niet aanwezig zijn in de rhizosfeer, de zone direct rond de plantenwortels? Daarover was nog bijna niets bekend.

In beweging

Vluchtige organische stoffen hebben als voordeel dat ze makkelijk overal kunnen doordringen. Ook in met gas of water gevulde poriën in de bodem. De 'boodschappen' die planten op die manier uitsturen, hoeven dus niet alleen tot de rhizosfeer beperkt te blijven. De onderzoekers maakten een proefopstelling met zandzegge (Carex arenaria), een veelvoorkomende plant met ondergrondse, horizontale wortelstokken van vaak wel meters lang. Een aantal van de planten werd bovendien blootgesteld aan de ziekmakende schimmel Fusarium culmorum.

Die schimmel scheidt zelf ook vluchtige stoffen af, net als de wortels van de zandzegge. Maar de bodembacteriën, die door een glazen buis gescheiden waren van de rest van de opstelling, lieten zich door de 'boodschappen' van F. culmorum nauwelijks beïnvloeden. De stoffen die de plantenwortels afscheidden, slaagden er daarentegen wel in om de bacteriën in beweging te krijgen, over afstanden van tot wel 12 centimeter: een enorm stuk voor zo'n kleine bacterie. En planten die waren geïnfecteerd door de schimmel bleken bepaalde bacteriën zelfs nog sterker aan te trekken. Met die bacteriën verhoogden ze hun weerstand.

Door de maag

Wel was ook de hoeveelheid voedingsstoffen in de bodem van invloed op de uitkomst van het experiment. Een aantal van de belangrijkste bacteriën bleken minder geïnteresseerd te zijn in de lokroep via de vluchtige organische stoffen als er al genoeg voedingsstoffen aanwezig waren in hun omgeving. De liefde gaat ook in dit geval dus (deels) door de maag: een belangrijke boodschap die de vluchtige stoffen overbrengen aan de bacteriën is dat er ergens veel voedsel in de buurt is. Ze hoeven er alleen nog maar even naartoe te bewegen...

Het experiment heeft in elk geval laten zien dat planten best hun eigen boontjes kunnen doppen wat betreft weerstand en bestrijding. En dat is ook goed nieuws voor de landbouw, waar het terugdringen van conventionele, chemische pesticiden en fungiciden steeds urgenter wordt.

Tekst: NIOO-KNAW
Foto: Paolina Garbeva