Deze website gebruikt cookies. Als je wilt weten wat dat zijn, en wat voor consequenties dat heeft, klik dan hier. Als je niets van die cookies moet hebben, klik dan hier.

Willem Koert.nl

Nieuw | Over mij | Contact | Blogs

Opgepoetst | 30-9-2019

Zo ontstaan stikstofknolletjes

Sinds de jaren negentig heeft de Wageningse plantenwetenschapper dr Rene Geurts gezocht naar de deurbel die de bacterie Rhizobium gebruikt om planten als erwt en soja binnen te komen. In zijn proefschrift van vijf jaar geleden moest hij nog knarsetandend bekennen dat hij er vlakbij was, maar hem niet kon vinden. Een door hem begeleide aio heeft meer geluk. Samen staan de onderzoekers binnenkort in Science.

Er verschijnen dagelijks publicaties over het onderwerp van promovendus ir Erik Limpens en Geurts. Dat is niet voor niets. De samenwerking tussen bacterien als Rhizobium en planten als de erwt, soja en andere vlinderbloemigen is al duizenden jaren van cruciaal belang voor de landbouw.

"Vlinderbloemigen kunnen stikstof uit de atmosfeer omzetten in ammonia", legt Geurts uit. "Daardoor kunnen ze groeien op plekken waar geen stikstof in de bodem zit. Boeren maken daar al eeuwen gebruik van. Als ze vlinderbloemigen laten groeien op uitgeputte grond, en die daarna onderploegen, is de grond weer geschikt voor andere gewassen."

Diezelfde eigenschap maakt vlinderbloemigen een belangrijke producent van eetbaar stikstof - lees: eiwitten. Peulvruchten zijn voor mensen en vee de belangrijkste stikstofbron.

De vlinderbloemigen hebben hun eigenschap om stikstof vast te leggen te danken aan een kleine groep bacterien, die via de wortels de plant binnendringen en dan hun gastheer dwingen om knolletjes aan te maken. In die knolletjes leggen de bacterien de stikstof uit de atmosfeer vast.

Wereldwijd werken honderden wetenschappers aan het ophelderen van de relatie tussen plant en bacterie. Zo ook Geurts en Limpens. "Tien jaar geleden ontdekten we de stof Nod-factor" zegt Geurts. Nod staat voor nodule of bolletje. "Nod-factor Het is een vetachtige suikerverbinding die de bewuste bacterien uitscheiden voordat ze de plant binnengaan."

De hoeveelheden van de Nod-factor die de bacterie afgeeft zijn klein. Zo klein, dat onderzoekers al snel wisten dat ze de Nod-factor niet moesten beschouwen als een shovel, waarmee de bacterie de voorgevel van de vlinderbloem aan gort rijdt. Nee, het proces waarmee de bacterie de plant binnenkomt moest subtieler zijn. Wat de onderzoekers onder een microscoop zagen wees ook in die richting.

"Als een bacterie Nod-factor uitscheidt, zie je dat de punten van de wortelharen om de bacterie heen gaan groeien", zegt Geurts. "De bacterie dringt dus niet naar binnen, maar laat zich insluiten door de wortelharen van de plant. De plant geleidt de bacterie gecontroleerd naar binnen. Op die plek ontstaat daarna een stikstofknolletje."

Je moet de Nod-factor dus zien als een sleutel die past in een slot. En dat slot - de receptor - hebben de Wageningers gevonden. Op dezelfde plaats waar Geurts in zijn promotieonderzoek al zocht, in het gen SYM2, bleek zich de bouwplaat voor het moleculaire sleutelgat of de receptor te bevinden.

"Het ziet er naar uit dat we de belangrijkste schakel in de vorming van de stikstofknolletjes in handen hebben", zegt Geurts. "De prikkeling van de receptor regelt ook wat er na het insluiten van de bacterie gebeurt."

In het groeiende knolletje ontstaat een draad van ingekapselde bacterien - nakomelingen van de eerste bacterie. Die draad groeit naar de delende cellen in het knolletje toe, en voorziet het knolletje van de organismen die uiteindelijk de stikstof zullen vastleggen.

Weekblad voor Wageningen UR, 25 september 2003.




Gemaakt in Kladblok. WordPress is voor mietjes.