Het natuurlijke afweersysteem van planten is wederom iets meer stuurbaar geworden. Ook over de afbraak van jasmonzuur in de plant is nu namelijk meer bekend. Het doelgericht reguleren van het niveau salicylzuur in de plant is al langer redelijk goed mogelijk.
De weerbaarheid in de plant loopt via twee verschillende routes: de jasmonzuurroute en de salicylzuurroute. Als je de bijbehorende mechanismes kan sturen, dan biedt dat mogelijkheden om de resistentie van gewassen tegen schimmels en insecten te verhogen.
De routes zijn genoemd naar de alarmstoffen die een plant aanmaakt na een aanval van een belager. Jasmonzuur ontstaat bij aantastingen door zuigende insecten en schimmels die het plantenweefsel doden en leven op afstervend plantmateriaal, zoals Botrytis en Phytophthora. Salicylzuur maakt de plant na een aanval door micro-organismen die gedijen op levend plantmateriaal. Voorbeelden zijn meeldauw, roest en schurft.
Afweerreactie
Een plant zet door de aanmaak van jasmonzuur of salicylzuur (kan niet gelijktijdig) een afweerreactie in gang om verdere schade te voorkomen. Die hormonen remmen echter de groei en ontwikkeling van de plant. Snel na een aanval zet de plant de afbraak van de hormonen daarom in gang. Het zijn enzymen die dit doen. Over de afbraak van salicylzuur was al veel bekend. Plantenbiologen van de Universiteit Utrecht en collega’s van de Universiteit van Amsterdam hebben nu ook ontdekt hoe de plant jasmonzuur afbreekt en daarmee het sein ‘veilig’ geeft. De resultaten van het onderzoek zijn 30 mei 2017 gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift PNAS.
Vier enzymen
Vier verwante enzymen breken jasmonzuur in de plant af, zo blijkt uit onderzoek aan het gewas zandraket (Arabidopsis thaliana). Ieder van de vier enzymen zorgt ervoor dat inactief 12-hydroxy-jasmonzuur ontstaat, zodat het afweersysteem niet in actie komt. „Nu we deze schakel kennen, hebben we de mogelijkheid om de concentratie van jasmonzuur te sturen en zo de resistentie van de plant te verhogen”, licht onderzoeksleider prof. Guido van den Ackerveken van de Universiteit Utrecht toe. “In ons onderzoek laten we ook zien dat planten veel resistenter zijn tegen insecten en ziekteverwekkende schimmels als we de vier enzymen in een plant uitschakelen. Belangrijk nadeel is dat hierdoor de groei en ontwikkeling van de plant achterblijft. Het is dus zoeken naar de juiste balans.”
Salicylzuur
Het onderzoek aan de jasmonzuur-gerelateerde enzymen is een uitvloeisel van eerder onderzoek van Universiteit Utrecht aan salicylzuur (SA) gerelateerde enzymen. Twee enzymen blijken in belangrijke mate het niveau van SA te bepalen. Lopend onderzoek in de onderzoekgroep van prof. Guido Van den Ackerveken hoopt de bewijsvoering hiervoor binnenkort volledig rond te hebben. Voor een van de twee enzymen (DMR6) hebben zij al een flink aantal jaren een methode gepatenteerd om door mutatie van het enzym het niveau van SA te verhogen in planten en daarmee verhoogde resistentie te realiseren. Samen met het bedrijf Enza Zaden wordt de toepassing in diverse gewassen uitgewerkt. In sla en spinazie en andere gewassen lijkt dit al te werken en resistentie tegen valse meeldauw te geven.
Plantversterkers in professionele tuinbouw zijn vooral gericht op het stimuleren van de afweer via de salicylroute. Toepassing gebeurt preventief. Wetenschappelijk is aangetoond dat het vertraging van een infectie kan veroorzaken.
