Onderzoekers hebben koolzaadplanten ingeënt met een schimmel die bekend staat om zijn vermogen om met ongedierte om te gaan. Het exploiteren van de relatie tussen nuttige schimmels en gewasplanten kan een nieuw landbouwtijdperk inluiden, waardoor de stressbestendigheid van planten wordt verbeterd en de ecologische impact van conventionele/chemische pesticiden wordt geminimaliseerd.
Uit een onderzoek onder leiding van onderzoekers van de Universiteit van Turku in Finland blijkt dat een schimmel die normaal gesproken in het wild groeit en insecten doodt, met succes kan worden geïnoculeerd in koolzaadplanten en daarbinnen een unieke symbiotische relatie kan aangaan. De ontdekking is een stap in de richting van een toekomst van duurzame landbouw, met een enorm potentieel om de kracht van nuttige schimmels te benutten om de gewasbescherming en productiviteit te verbeteren.
De onderzoekers gebruikten een schimmel, Beauveria bassiana, die bekend staat om zijn vermogen om met ongedierte om te gaan. Het wordt vaak gebruikt als biopesticide en wordt op de bladeren van gewassen gespoten. Deze biopesticiden worden over de hele wereld gebruikt, maar hun zwakte is dat ze gemakkelijk worden afgebroken door ultraviolet licht. Dit bracht de onderzoekers ertoe een alternatieve aanpak te onderzoeken, waarbij ze de schimmel op koolzaadplanten inenten om een unieke symbiotische relatie te cultiveren.
"We zijn de reis begonnen om het potentieel van Beauveriabassiana op het gebied van gewasbescherming te ontdekken, omdat het endogeen kan zijn in plantenweefsels", legt hoofdauteur van het onderzoek Anne Muola uit, docent aan de Biodiversity Research Unit van de Universiteit van Turku.
De betekenis van symbiotische relaties
Onderzoekers hebben een doorbraak bereikt door een endogene relatie tussen schimmels en koolzaadplanten vast te stellen. De groei van schimmels in plantenweefsels veroorzaakt een aanzienlijke toename van de biosynthese van flavonoïden, verbindingen die verschillende voordelen voor planten hebben, waaronder antioxiderende eigenschappen.
"Onze resultaten laten zien dat de interactie tussen schimmels en planten een positieve reactie uitlokt, namelijk een toename van de productie van metabolieten, in plaats van een defensieve reactie tegen de schimmelindringer", zegt hoofdauteur van de studie, Benjamin Fuchs, een faculteitsonderzoeker aan de Biodiversity Research Unit van de Universiteit van Turku.
Flavonoïden geproduceerd door de koolzaadplant, bekend om hun antioxiderende eigenschappen en hun rol bij UV-bescherming, bloempigmentatie en het afschrikken van herbivoren, stonden centraal in de bevindingen. Vervolgens willen de onderzoekers uitzoeken in welke mate deze specifieke schimmel het vermogen van een plant om omgevingsstress te weerstaan beïnvloedt, en welk effect dit heeft op de gewaskwaliteit.
"Ons onderzoek is veelbelovend voor een duurzame landbouw. Door de symbiotische relatie tussen nuttige micro-organismen en gewassen te benutten, luiden we een nieuw tijdperk in van landbouwpraktijken die de afhankelijkheid van chemische pesticiden verminderen", aldus Fox.
De onderzoekers zijn van mening dat samenwerkingsrelaties tussen organismen, zoals die welke in dit onderzoek zijn onthuld, een kijkje bieden in de toekomst van de landbouw, waar samenlevingen ernaar streven de voedselvoorziening te garanderen en tegelijkertijd hun ecologische voetafdruk te minimaliseren.
"Met het toenemende bewustzijn van de rol van micro-organismen in de plantgezondheid en geavanceerde biotechnologische benaderingen is de weg vrijgemaakt voor innovatieve benaderingen om de stressresistentie en kwaliteit van gewassen op een slimme en duurzame manier te optimaliseren", aldus Fox.
Het onderzoek maakt deel uit van het EcoStack-project van het Horizon Europe-programma van de Europese Unie. Het onderzoeksartikel werd gepubliceerd in het hoog aangeschreven tijdschrift Pest Management Science.