Utrechtse biologen ontrafelen afweermechanisme van sla

Biologen van de Universiteit Utrecht hebben ontdekt hoe slaplanten zichzelf beschermen tegen ziekteverwekkers zoals schimmels en bacteriën. Het onderzoek, dat onlangs is gepubliceerd in het vakblad PNAS, biedt nieuwe inzichten in de evolutie van plantenimmuniteit en kan op termijn bijdragen aan de ontwikkeling van weerbaardere gewassen.

Een biologisch rookmelder-systeem

Hoewel planten passief lijken, beschikken ze over een complex afweersysteem. Op het oppervlak van hun cellen zitten moleculaire sensoren, genaamd receptoren, die continu scannen op patronen van binnendringende ziekteverwekkers. Volgens Guido van den Ackerveken, hoogleraar Translationele Plantenbiologie, functioneren deze receptoren als een rookmelder: ze reageren niet op de ziekteverwekker zelf, maar op alarmsignalen die de verdediging van de plant direct in gang zetten.

Identificatie van de LNR-receptor

Het onderzoeksteam, onder leiding van promovendus Iñigo Bañales en met medewerking van Dmitry Lapin, onderzocht bijna tweehonderd sla-varianten. Ze focusten hierbij op de reactie van de planten op het nlp24-peptide, een eiwitfragment dat ziekteverwekkers gebruiken bij hun aanval. Door het DNA van de verschillende varianten te vergelijken, identificeerden de biologen het gen dat verantwoordelijk is voor de aanmaak van de zogeheten LNR-receptor (Lettuce nlp24 Receptor). Wanneer dit gen werd toegevoegd aan een slaplant die deze receptor van nature miste, werd de plant direct weerbaar tegen het alarmsignaal.

Evolutionaire gelijkenis

Opvallend is dat sla een geheel andere receptor gebruikt voor dezelfde taak als de zandraket (Arabidopsis thaliana). Omdat de gemeenschappelijke voorouders van deze planten meer dan 100 miljoen jaar geleden leefden, concludeert het team dat de evolutie onafhankelijk van elkaar tot dezelfde oplossing is gekomen. Dit onderstreept het cruciale belang van het herkennen van nlp24-eiwitten in de wapenwedloop tussen plant en vijand.

Toekomstige toepassingen

De ontdekte receptor herkent een essentieel onderdeel van de ziekteverwekker, waardoor deze nauwelijks in staat is het alarmsysteem te omzeilen zonder zijn eigen aanvalskracht te verliezen. Hoewel er nog geen sprake is van een directe toepassing in de supermarkt, zien de onderzoekers perspectieven in het combineren van verschillende afweermechanismen. Aangezien de receptor ook effectief lijkt te zijn in andere gewassen zoals aardappel, hebben de onderzoekers een patent aangevraagd en werken zij samen met bedrijven om de natuurlijke afweer van gewassen verder te versterken.

Bron: Universiteit Utrecht