Een team van internationale onderzoekers onder leiding van wetenschappers van de Universiteit van Tübingen heeft de werking van een cytolytisch toxine ontcijferd, die wordt geproduceerd door enkele van 's werelds meest verwoestende gewasziekten. De Cytolysin wordt vervaardigd door ziekteverwekkers zoals bacteriën en schimmels en kan hele oogsten wegvagen als er geen chemische bescherming wordt gebruikt. De studie - door onderzoekers uit Tübingen en hun partnerinstellingen in Berkeley, Bordeaux, Ljubljana, Luik, en Wako in Japan, evenals Göttingen in Duitsland - kan in de toekomst leiden tot manieren om gewassen beter te beschermen tegen dergelijke ziekteverwekkers. Het onderzoek is gepubliceerd in de laatste editie van Wetenschap .

De Grote Hongersnood in Ierland eiste ongeveer een miljoen levens en dwong meer dan een miljoen mensen te emigreren. Het begon in 1845 met het mislukken van de aardappeloogst in die en de volgende jaren als gevolg van de aardappelziekte, veroorzaakt door een oomyceet genaamd Phytophthora infestans. Het doodt snel de geïnfecteerde plant en bederft de aardappelknollen.

"Dit pathogene organisme produceert cytolysine, een echt dodelijk gif, " zegt Dr... Isabell Albert van het Centrum voor Plantenmoleculaire Biologie van Tübingen. Het doel van het organisme is om de plantencellen te doden zodat het zich kan voeden met het dode weefsel." Hiertoe, het cytolysine perforeert het plantencelmembraan, onherstelbaar beschadigen. De aangetaste cellen sterven.

Phytophthora infestans is niet de enige ziekteverwekker die deze tactiek toepast, Albert legt uit. Hetzelfde geldt voor Pectobacterium carotovorum, die voornamelijk wortels aanvalt; het is ook de geprefereerde aanvalsmethode van de Botrytis-schimmel, die groente- en fruitgewassen verwoest. Wat tot nu toe niet werd begrepen, was waarom deze cytolysines sommige plantensoorten ernstig beschadigen, terwijl ze andere niet aantasten. "Bijvoorbeeld, cellen van alle soorten granen blijven niet vernietigd door het toxine, " zegt Albert, "Ziekteverwekkers zoals de aardappelziekte zijn daarom niet schadelijk voor granen."

De onderzoekers hebben nu aangetoond dat de gevoeligheid voor Cytolysin afhankelijk is van een receptor in de plantencel die in verschillende soorten planten significant verschilt. In beide gevallen is het een molecuulketen van suikerresten en vetten, maar bij planten als aardappelen en tomaten is de keten kort, terwijl granen een veel langere molecuulketen hebben. "Deze langere receptor betekent blijkbaar dat de cytolysine verbinding kan maken met de receptor in tarwe of gerst, maar kan het celmembraan niet bereiken - en kan daarom niet zijn dodelijke effect hebben, ’ meldt Albert.

Zoals professor Thorsten Nürnberger, die de studie leidde, uitgelegd, de kenmerken van de verschillende toxinereceptoren bieden een belangrijke potentiële toepassing:"De planten die vanwege hun receptor gevoelig zijn voor de cytolysine bevatten veel onkruid." Dit opent de mogelijkheid om een ​​natuurlijk herbicide te ontwikkelen op basis van een microbieel toxine dat zeer selectief zou werken - en dus op een veel milieuvriendelijkere manier dan de gangbare herbiciden van vandaag zoals glyfosaat.

Een ander vooruitzicht dat voortkomt uit het onderzoek, Neurenberger zei:was de ontwikkeling van nieuwe soorten biologische gewasbeschermingsmiddelen. Hij zegt dat het denkbaar is dat speciale suikermoleculen kunnen worden gebruikt om het cytolysine-toxine te blokkeren, voorkomen dat het zich vastzet op kwetsbare plantencellen. Dat zou een effectieve bescherming kunnen bieden tegen aanvallen door een reeks dodelijke plantenziekten, zegt Neurenberger.