Bodemmicro-organismen ‘herinneren’ zich droogte om gewassen te beschermen

Nieuw onderzoek van de Universiteit van Kansas (VS), gepubliceerd in het tijdschrift Nature Microbiology, toont aan dat micro-organismen in de bodem zich eerdere droogtes kunnen 'herinneren'. Dit heeft invloed op de manier waarop planten groeien en zich aanpassen aan droge omgevingen.

Het team verzamelde bodemmonsters op zes verschillende locaties in Kansas – van het vochtige oostelijke gebied tot de droge westelijke vlakten – om te bestuderen hoe microbieel ‘droogtegeheugen’ planten beïnvloedt.

Vervolgens vergeleken ze twee soorten grond: een die goed vochtig was gehouden en een die vijf maanden lang aan droogte was blootgesteld.

"Bacteriën, schimmels en andere organismen in de bodem kunnen een blijvende impact hebben, bijvoorbeeld op de opname van voedingsstoffen, de koolstofopslag en vooral de droogtetolerantie van planten", aldus universitair hoofddocent Maggie Wagner van de Universiteit van Kansas.

De resultaten toonden aan dat de droogtesignatuur zelfs na duizenden generaties nog steeds in de microbiële gemeenschap aanwezig was. Toen planten in deze grondmonsters werden gekweekt, ontdekte het team dat inheemse planten veel sterker reageerden dan landbouwgewassen zoals maïs, wat wijst op een evolutionaire link op lange termijn tussen inheemse planten en het lokale microbioom.

In het experiment vergeleek het team een inheemse grassoort – gamagrass – met maïs. Gamagrass groeide significant beter wanneer het werd omringd door microben met een 'droogtegeheugen', terwijl maïs er minder goed op reageerde.

"Wij denken dat dit te maken heeft met een co-evolutionaire geschiedenis: gamagrass leeft al duizenden jaren samen met deze microbiële gemeenschappen, terwijl maïs uit Centraal-Amerika werd geïntroduceerd", legt Wagner uit.

Verdere genetische analyse toonde aan dat een gen genaamd nicotianaminesynthase een sleutelrol speelt. Dit gen helpt planten ijzer uit de bodem op te nemen en verbetert ook de droogtetolerantie.

Opmerkelijk genoeg activeerden de planten dit gen alleen als ze werden gekweekt met micro-organismen die een ‘geheugen’ hadden voor droogtecondities – wat suggereert dat de biologische reactie van de plant afhankelijk is van microbieel geheugen.

Volgens het onderzoeksteam kan deze ontdekking biotechnologiebedrijven helpen bij het vinden van nuttige micro-organismen om gewassen beter bestand te maken tegen klimaatverandering.

"De microbiële landbouwsector groeit snel en is miljarden dollars waard. Deze nieuwe inzichten kunnen de selectie van geschikte microbiële gemeenschappen sturen", concludeerde mevrouw Wagner.

(TTXVN/Vietnam+)

Bron: https://www.vietnamplus.vn/vi-sinh-vat-trong-dat-ghi-nho-han-han-de-bao-ve-cay-trong-post1074515.vnp