Planten die hun eigen hachje redden

‘Landbouw draait nu voornamelijk om productie, daar zijn de gewassen ook op geselecteerd,’ vertelt Kira Tiedge, universitair docent Plant Functional Genetics and Genomics. Maar terwijl veel planten van oorsprong prima zelf met hun omgeving konden omgaan, kunnen die nieuwe gewassen vaak niet overleven zonder hulp van bestrijdingsmiddelen. Tiedge onderzoekt met haar groep de chemische stoffen waarmee planten het in moeilijke omstandigheden toch goed kunnen doen, met het doel om robuuste gewassen te selecteren.

FSE Science Newsroom | Tekst Charlotte Vlek | Beeld Leoni von Ristok

Dit is de tweede aflevering in een reeks van drie artikelen over onderzoek naar duurzame landbouw aan de Faculty of Science and Engineering van de Rijksuniversiteit Groningen. Het onderwerp van dit stuk is planten; in de laatste aflevering lees je hoe we dieren kunnen helpen die lijden onder ons huidige intensieve gebruik van land.

Ken je de geur van pas gemaaid gras? Die typische geur van fris, groen, lente? Dat is eigenlijk een alarmsignaal van de plant. Door middel van geur geeft het gras een signaal af naar soortgenoten en andere organismen in de buurt: hier is een ‘roofdier’ aan de gang (de grasmaaier dus). ‘Planten hebben allerlei manieren om met hun omgeving te communiceren door specifieke stoffen aan te maken. De grootste en voor ons interessantste groep van dat soort stoffen zijn terpenen. De smaak van je tandpasta, de geur van fruit: dat zijn voornamelijk terpenen,’ vertelt Tiedge.

Planten gebruiken deze terpenen in specifieke situaties, bijvoorbeeld om insecten te lokken (voor bestuiving) of om bepaalde bodembacteriën aan te trekken (voor een ondergrondse samenwerking). Tiedge doet onderzoek naar hoe planten terpenen precies gebruiken. ‘In het geval van droogte produceren planten bijvoorbeeld specifieke terpenen, waar bacteriën op afkomen die de plant helpen om het beschikbare water efficiënter op te nemen. Wij willen weten hoe dat precies werkt, en welke plantensoorten daar in uitblinken.’

Snappen wat een plant succesvol maakt

Tiedge toont rijen van planten in kassen en kweekruimtes. ‘We kweken dan bijvoorbeeld tien verschillende aardappelsoorten, of vijftien verschillende soorten alfalfa,’ vertelt ze. Alfalfa is een uitermate gezond plantje, dat een heel goede bron van eiwitten is. Bovendien wortelt alfalfa diep, waardoor het gemakkelijker aan water komt, en huisvest het bacteriën in het wortelstelsel die stikstof uit de lucht halen en in de grond brengen. Daardoor heeft alfalfa minder water en kunstmest nodig om te groeien.

Die verschillende soorten van dezelfde plant krijgen in Tiedge’s opstelling allemaal te maken met een specifieke uitdaging waar boeren momenteel ook tegenaan lopen: droogte, bijvoorbeeld, of een hoger zoutgehalte in de aarde. Tiedge: ‘Vervolgens kijken we welke soort daar het beste in overleeft. Daarna doen we een chemische analyse en een genetische analyse: we vermalen de plant en meten welke stoffen er aanwezig zijn, en kijken naar welke genen aan staan in de plant.’ Het doel: snappen wat de succesvolste soorten zo succesvol maakt.

Wanneer je weet welke genen ten grondslag liggen aan een succesvolle plant, kan een zaadveredelingsbedrijf op deze specifieke genen selecteren. ‘Wij helpen zo’n bedrijf om gerichter te zoeken naar de meest robuuste soorten, die nuttige stoffen kunnen produceren,’ vertelt Tiedge. ‘Het uiteindelijke doel is om planten te wapenen zodat ze bijvoorbeeld beter bestand zijn tegen moeilijke omstandigheden zoals de langdurige droogte van dit voorjaar.’  

De aardappelplant en haar bacteriën

In één project werken Tiedge en collega’s samen met HZPC, dat aardappelen veredelt. ‘HZPC wilde van 96 verschillende soorten aardappelplanten weten: wat voor stoffen produceren die eigenlijk, en welke bacteriën trekken ze daarmee aan.’ Een deel van Tiedge’s groep is daar momenteel bezig met het verzamelen van data: ‘Ze nemen een stukje van de wortel en een monster van de aarde, om vast te stellen welke stoffen de plant in de aarde gebracht heeft. Ze bekijken welke bacteriën in de aarde aanwezig zijn, en meten ook de opbrengst van de plant.’

Het bedrijf beschikt zelf over de genetische informatie van al die 96 aardappelsoorten, en door alle data te combineren hopen ze de genen, de stoffen die de plant in de grond brengt en de daardoor aangetrokken bacteriën met elkaar in verband te brengen. De volgende stap is dan om te onderzoeken wat voor functies de bacteriën voor de plant vervullen: beschermen ze de plant bijvoorbeeld tegen ziektes, of helpen ze de plant beter om te gaan met droogte? 

Stap voor stap met minder input

Een plant die het goed doet in droge omstandigheden, zal ook minder gauw ziek worden, vertelt Tiedge. En daardoor zijn er weer minder bestrijdingsmiddelen nodig. Natuurlijk wil Tiedge het liefst toe naar een systeem waarin de landbouw helemaal geen toevoegingen meer nodig heeft. ‘Maar we willen ook niet naïef zijn,’ vertelt ze. ‘Uiteindelijk willen we de transitie vooruit helpen. En als een plant met minder input toe kan, bijvoorbeeld minder kunstmest, minder water of minder pesticiden, dan is dat al winst.'