Verschillende soorten gerst rekruteren verschillende gemeenschappen van bodemmicroben om rond hun wortels te groeien door een aangepaste mix van suikers en andere verbindingen vrij te geven, volgens een nieuwe studie onder leiding van Jacob Malone van het John Innes Center, VK, gepubliceerd in het open access tijdschrift PLOS-biologie .

Gunstige bodemmicroben die op of rond plantenwortels leven, kunnen voor voeding zorgen, de plant helpen stress te weerstaan ​​en hem beschermen tegen pathogene microben. In ruil daarvoor scheidt de plant een deel van de suikers die hij via fotosynthese maakt, samen met aminozuren en andere metabolieten, af in de omgeving. De samenstelling van de bodemmicroben die een plant aantrekt, kan sterk variëren, afhankelijk van de soorten verbindingen die de plant levert.

In de nieuwe studie hebben onderzoekers de relatie tussen de genetica van een plant en de wortelmicroben nader bekeken. Ze analyseerden de microbiomen van twee soorten gerstplanten:een modern type genaamd Tipple, en een traditioneel type, genaamd Chevallier. De twee gersttypen hadden elk een overlappende kerngroep van microben die verband hielden met hun wortels, maar met enkele duidelijke verschillen in de algemene gemeenschappen.

Eén gemeenschappelijke groep wortelmicroben – het geslacht Pseudomonas – was vooral overvloedig aanwezig rond de Tipple-wortels. De onderzoekers ontdekten dat dit komt doordat Tipple-planten grote hoeveelheden suikers afscheiden, hexosen genaamd (zoals glucose of fructose), die vooral Pseudomonas graag eten.

Ze observeerden ook verschillen in genactiviteit tussen de twee gersttypen die de variatie in hun wortelgemeenschappen hielpen verklaren. Toen onderzoekers probeerden de microbiële gemeenschappen tussen de twee plantensoorten uit te wisselen, groeide elke gerstvariëteit beter wanneer ze werd blootgesteld aan de oorspronkelijke gemeenschap.

De nieuwe bevindingen suggereren dat planten de populatie microben die hun wortelzone koloniseren kunnen verfijnen, wat belangrijke gevolgen kan hebben voor de plantgezondheid. Hoewel deze bevindingen afkomstig zijn van planten die in kassen worden gekweekt, zeggen onderzoekers dat het bepalen van de mate waarin deze verschillen optreden bij de gerstteelt op landbouwvelden een belangrijke uitdaging zal zijn voor toekomstig onderzoek.

De auteurs voegen hieraan toe:“Ons onderzoek toont aan dat verschillende gerstvariëteiten verschillende microbiële gemeenschappen uit de bodem rekruteren, op basis van de suikers en andere voedingsstoffen die ze uit hun wortels afscheiden. Deze microben helpen sommige variëteiten te groeien, maar andere niet, wat erop wijst dat het kweken van granen nuttige, groeibevorderende microben kunnen in de toekomst mogelijk zijn."

Meer informatie: Pacheco-Moreno A, et al. Het genotype van gerstcultivars beïnvloedt meerdere aspecten van de bijbehorende microbiota via differentiële afscheiding van wortelexsudaat. PLoS-biologie (2024). DOI:10.1371/journal.pbio.3002232

Journaalinformatie: PLoS-biologie

Aangeboden door de Openbare Bibliotheek van Wetenschap