Professor Giles Oldroyd gaat het onderzoek leiden. Het zal zich toespitsen op de mogelijkheid om granen zodanig aan te passen dat zij om kunnen gaan met stikstof-vastleggende bacterieën en deze technologie via hun zaad doorgeven. Als dit lukt, kunnen boeren door zaad te delen de technologie verspreiden.
Het onderzoek zal zich concentreren op mais, het belangrijkste gewas voor kleine boeren in Afrika ten zuiden van de Sahara. Door tegelijkertijd aan de slag te gaan met het wilde gras Setaria Viridis hopen de onderzoekers het onderzoekstempo op te voeren. Dit gras heeft een kleiner genoom en een kortere levenscyclus. Uiteindelijk moeten de resultaten voor alle graansoorten toepasbaar zijn, dus ook voor tarwe, gerst en rijst.
De eerste stap zal zijn om mais te voorzien van de mogelijkheid stikstof-vastleggende bacterieën in de bodem waar te nemen. Dat is mogelijk al genoeg om tot een symbiose te leiden. Het achterliggende mechanisme is bekend van wat peulvruchten zoals erwten en bonen doen, die de bacterieën in speciale orgaantjes, de nodules, in hun wortelstelsel laten leven. Maar er kan al een zeer eenvoudige vorm van symbiose ontstaan, waarbij de bacterieën de plant 'infecteren' door scheurtjes in de wortels. Daar ontstaat dan de laag-zuurstofhoudende omgeving die nodig is voor het binden van de stikstof. Zelfs hele kleine beetjes in de bodem gebonden stikstof helpen al aan het verbeteren van de opbrengst.
Katherine Kahn van de Bill & Melinda Gates Foundation is zeer te spreken over het onderzoek: We need innovation for farmers to increase their productivity in a sustainable way so that they can lift themselves and their families out of poverty. Improving access to nitrogen could dramatically boost the crop yields of farmers in Africa.
Fotocredits: CIMMYT
Ook in Wageningen wordt hier al langer onderzoek naar gedaan (maar dan zonder de bijdragen van Bill Gates) Dit stond onlangs in WUR Resource magazine
Symbiose met bacterie en schimmel vergelijkbaar
tekst: Albert Sikkema. De stikstofbinding door vlinderbloemigen is vermoedelijk afgeleid van de samenwerking tussen planten en mycorrhizae-schimmels. De planten gebruiken hetzelfde mechanisme, om Rhizobium-bacterien in speciale cellen te huisvesten, als bij de symbiose met mycorrhiza-schimmels.
Dat meldden Wageningse moleculair biologen vorige week in het wetenschappelijke tijdschrift PNAS.
Vlinderbloemigen leven in symbiose met Rhizobium-bacterien, die stikstof uit de lucht vastleggen voor de plant. Mycorrhiza-schimmels, die bij veel meer planten voorkomen, nemen voedingsstoffen op uit de bodem voor de gastheer. Zowel de Rhizobium als de Mycorrhiza worden in de plantencel opgenomen in speciale membraan-compartimentjes waarmee de plant de symbiose kan reguleren, stelt de groep van Ton Bisseling. Uit het onderzoek blijkt dat de mechanismen waarmee die compartimenten worden gevormd, identiek zijn.
Veel meer planten dan de vlinderbloemigen hebben dus het mechanisme in huis om tot symbiose met Rhizobium bacteriën te komen, concluderen de moleculair biologen. Ze hopen nu het principe van stikstofbinding bij vlinderbloemigen te kunnen vertalen naar alle gewassen die in symbiose leven met mycorrhiza-schimmels. Dat zou een hoop kunstmest schelen.