Planten in het kruisvuur: Stikstof verhoogt de vatbaarheid voor ziekten!

Planten in het kruisvuur: Stikstof verhoogt de vatbaarheid voor ziekten!

In de moderne landbouw wordt vaak gesproken over het gebruik van kunstmest, met name over de gevolgen van overmatig stikstofgebruik. Onderzoekers van de Technische Universiteit München (TUM) hebben ontdekt dat hoge stikstofniveaus in planten niet alleen hun groei beïnvloeden, maar ook hun gezondheid. Een belangrijke bevinding uit hun onderzoek toont aan dat een verhoogde stikstoftoevoer planten vatbaarder maakt voor bepaalde ziekten.

De TUM-onderzoekers hebben een klein eiwit geïdentificeerd dat bekend staat als C-terminaal gecodeerde peptiden (CEP's), dat een cruciale rol speelt in de immuunafweer van planten. Ralph Hückelhoven, hoogleraar fytopathologie, legt uit dat een hoog stikstofgehalte de immuunafweer van planten beperkt. Cruciaal is dat planten bij hoge stikstofconcentraties minder CEP’s produceren of zelfs sensoren voor deze hormonen verliezen, waardoor ze vatbaarder worden voor bacteriële infecties.

De rol van C-terminaal gecodeerde peptiden

CEP's zijn plantaardige peptidehormonen die als boodschappers fungeren en de immuunreacties helpen reguleren. Uit de onderzoeken blijkt dat planten meer peptidehormonen produceren als ze worden aangevallen door bacteriën. De onderzoekers plaatsten proefplanten met pathogene bacteriën van het geslachtPseudomona'sen observeerde dat hoge stikstofconcentraties de signaalroute van de CEP's negatief beïnvloeden. Deze resultaten suggereren dat een gematigde stikstoftoepassing in de landbouw zou kunnen bijdragen aan de productie van meer ziekteresistente gewassen.

Bovendien tonen de bevindingen aan dat het gebruik van receptorkinasen (RK's) in planten een centrale rol speelt bij de controle van groei, ontwikkeling en immuniteit. RK's fungeren als patroonherkenningsreceptoren die met microben geassocieerde moleculaire patronen kunnen detecteren en zo patroongeactiveerde immuniteit (PTI) kunnen activeren, zoals bijvoorbeeld waargenomen bij Arabidopsis thaliana.

Voedingsstoffenvoorziening en immuniteit in interactie

Bovendien toont onderzoek aan dat een verminderde beschikbaarheid van stikstof de activering van bepaalde immuunroutes verbetert en daarmee de bacteriële resistentie verhoogt. Onderzoek heeft bevestigd dat de expressie van CEP4, een specifiek CEP, wordt gedownreguleerd door bacteriële flagellinebehandeling, wat wijst op een complex regulerend mechanisme dat de synchronisatie van voedingsstoffen en immuniteit met elkaar verbindt.

Deze verbanden tussen bemesting en plantgezondheid werpen niet alleen licht op de mechanismen van ziekteweerbaarheid, maar vergroten ook ons ​​begrip van de immuunreacties van planten. CEP's spelen een sleutelrol in de signaalroutes die de reactie van planten op de beschikbaarheid van voedingsstoffen en pathogene stimuli controleren. In de toekomst zou deze kennis van cruciaal belang kunnen zijn voor het ontwikkelen van duurzame landbouwmethoden die zowel de opbrengst verhogen als de vatbaarheid van planten voor ziekten minimaliseren.