STW-promovendus Daniël van den Broek onderzocht bacteriën die stoffen maken tegen schimmelinfecties bij planten. De moleculair bioloog toonde aan dat een spontane variatie in verschijningsvorm van de bacterie tot gevolg heeft dat de beschermende functie vermindert, maar tegelijk van belang is voor de competitie- en overlevingskansen van de bacterie. Daniël van den Broek promoveert op 21 april aan de Universiteit Leiden.
Om gewassen tegen ziekteverwekkers te beschermen, zoeken wetenschappers wereldwijd naar biologische alternatieven voor chemische bestrijdingsmiddelen. Eà©n van deze alternatieven is het inzetten van bacteriën die planten beschermen, bijvoorbeeld door de productie van schimmelwerende stoffen. In een STW-project onderzocht Daniël van den Broek hoe de betrouwbaarheid van gewasbescherming met deze micro-organismen kan worden verhoogd.
Van den Broek bestudeerde Pseudomonas-bacteriën. De moleculair bioloog isoleerde en beschreef deze bacteriën, die voorkomen in of op de wortels van maïs. Van de 214 stammen die hij isoleerde, bleken er 46 de groei van ziekteverwekkende schimmels te onderdrukken. Deze schimmels veroorzaken bijvoorbeeld voet- en wortelrot. Van deze 46 medicinale stammen wisselden er 43 spontaan tussen hun twee verschijningsvormen.
Van den Broek ontdekte dat deze wisselingen worden veroorzaakt door spontane mutatie van bepaalde genen. Deze mutaties zijn omkeerbaar, waardoor de bacterie heen en weer kan schakelen tussen zijn twee verschijningsvormen. Spontane mutanten bleken geen medicijn tegen schimmels meer te produceren, maar wel sneller te groeien dan hun schimmelbestrijdende alter ego's.
Omdat het veranderproces omkeerbaar is, kan de omslag tussen twee verschijningsvormen een competitief voordeel opleveren voor de totale populatie van deze zogeheten biocontrolebacteriën. De populatie is zo sneller in staat op veranderingen in te spelen. Stressomstandigheden leiden tot een omslag naar de niet-medicinale vorm, die de competitie- en overlevingskansen van de bacteriën vergroten. Als de verhouding tussen de medicinale en niet-medicinale bacteriën teveel doorslaat naar de verkeerde kant, kunnen de bacteriën niet meer voldoende de schimmelinfecties bestrijden.
Wereldwijd zijn meer dan honderd gewasbeschermende producten verkrijgbaar op basis van micro-organismen. De bacteriën worden nog niet op grote schaal ingezet voor gewasbescherming, omdat de betrouwbaarheid in het veld te wensen over laat. Onderzoek moet methoden opleveren om de efficiëntie en betrouwbaarheid van de bacteriën te verbeteren, bijvoorbeeld door de verschijningsvorm van de bacterie te controleren. Bovendien worden industriële processen zoals productie van vaccins of enzymen negatief beïnvloed door het verschijnsel fasevariatie. Begrip van dit verschijnsel kan bijdragen aan betere vaccinontwikkeling.
bron:NWO