Onderzoekers van Wageningen University & Research en Umeå University in Zweden hebben een natuurlijke manier gevonden waarop planten zich tegen bladluizen verdedigen. De vondst kan helpen om het gebruik van chemische gewasbescherming verder terug te dringen.
Onderzoeker Karen Kloth volgde voor haar promotieonderzoek het gedrag van bladluizen op een populatie planten van de zandraket, Arabidopsis thaliana. Deze populatie is afkomstig uit 350 verschillende regio’s op het noordelijk halfrond met allemaal kleine genetische verschillen. Voor dit onderzoek werd een speciaal videoplatform ontwikkeld onder leiding van Maarten Jongsma, expert insectenresistentie bij Wageningen University & Research.
Speciale software
Videocamera’s en speciale software registreerden alle bewegingen van de insecten. Dat leverde informatie op over hoe vaak en hoe lang de bladluizen in de verschillende planten prikten. Op sommige planten maakten de bladluizen vooral korte prikjes, en konden ze minder lang het suikerrijke floëemsap opnemen. Dit gedragsverschil bleek samen te hangen met een plantengen, dat codeert voor een niet eerder bekend eiwit.
Experimenten wezen uit dat het eiwit als een dunne film de vaten bekleedt waar de plant het suikersap doorheen transporteert (floëem). Verdere experimenten wezen uit dat het eiwit er niet alleen voor zorgt dat bladluizen minder lang eten, maar ook dat ze langzamer sap opnemen en minder nakomelingen krijgen.
De onderzoekers vermoeden dat de eiwitfilm een verstopping veroorzaakt in het smalle voedselkanaal van de priksnuit van bladluizen. Vooral als het warm was, maakten de planten meer eiwit aan en waren de effecten groot. Ook was er een positief effect op hittebestendigheid; planten met het eiwit produceerden meer zaden in warme omstandigheden dan planten zonder het eiwit. De onderzoekers denken dat het eiwit bij warmte het suikertransport naar de zaden bevordert, maar dat moet verder onderzocht worden.
Doorzetten
Karen Kloth is in 2011 begonnen met haar onderzoek. Vakgenoten waren aanvankelijk sceptisch over haar onderzoeksmethode. ”Ik heb in een laboratoriumomgeving met videoanalyse van luizen op bladponsjes onderzoek gedaan. De vraag is hoe representatief dat is voor de situatie in de kas of in het veld. De meeste van mijn vakgenoten doen onderzoek op hele planten, soms zelfs buiten in het veld, maar op deze manier was het al moeilijk genoeg. Ik heb er zes jaar lang aan gewerkt en ben heel trots dat we een nieuw resistentiegen hebben ontdekt. Toen we de eerste resultaten kregen die lieten zien dat we op de goede weg waren, gaf me dat een enorm ’wauw’ gevoel en dat gaf me de drive om het tot op de bodem uit te zoeken,” aldus Kloth.
Duurzaamheid
Natuurlijke mechanismen om planten beter bestand te maken tegen bladluizen en hittestress zijn erg interessant voor plantenveredelingsbedrijven die betere gewassen proberen te ontwikkelen. Door planten te kweken met meer van dit eiwit hoeven er minder insecticiden gespoten te worden en deze gewassen geven ook nog eens een betere opbrengst bij hogere temperaturen. Op termijn liggen er dankzij dit onderzoek dus mogelijk meer duurzame groenten en fruit in de winkelschappen. De resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift The Plant Cell.
Voor de echte liefhebbers van wetenschappelijk onderzoek zijn hier en hier filmpjes te zien van het onderzoek.
