Licht op een blackbox
Toonaangevend
De Nederlandse tuinbouw is al decennia lang internationaal toonaangevend, door een effectieve combinatie van innoverende producenten, toeleveranciers en veredelaars en onderzoekers: systeeminnovaties, nieuwe rassen, zaadbehandeling, teeltmethodes en een opmars van de biologische bestrijding. Hierbij lag de focus sterk op het bovengrondse deel van de plant. Het directe wortelmilieu van planten, de rhizosfeer, is grotendeels genegeerd, zowel vanuit het onderzoek als vanuit de business. Het toepassen van een klein aantal onderstammen op een scala van rassen getuigt van de onderbelichting van het wortelmilieu.
Perspectief
Er zijn recent een aantal tools beschikbaar gekomen die het ons inziens mogelijk maken om nu een belangrijke volgende stap te zetten in de innovatie van de Nederlandse tuinbouw door de black box van de rhizosfeer nader te belichten. De rhizosfeer als integraal deel van de plant/gewasfunctie.
Stip op de horizon
Intensivering van de ecologie in de landbouw: toepassen van meer ecologische kennis in de moderne landbouw; new concept of smart agriculture.
De Tools van nu
- Metagenomics – met behulp van DNA sequencing de microbiële samenstelling van de rhizosfeer bepalen
- X-ray analyse – de 3D wortelarchitectuur in grond of substraat bepalen
- Metabolomics – identificatie metabolieten die rol spelen in communicatie tussen plant en rhizosfeer, en vice versa
- Bodem metabolomics en transcriptomics
Initiatief
van
In maart 2015 willen we een werkbijeenkomst organiseren.
How do plants affect the rhizosphere-microbiome and vice versa
The composition of the rhizosphere microbial community of plants has a strong effect on the functioning of plants (refs Corne). It is likely that the composition of the rhizosphere microbial community is affected by the plant, but the experimental evidence to support this is scarce (refs), let alone that the mechanism by which plants shape their rhizosphere microbiome is known. However, plants secrete a wealth of molecules from their roots into the medium in which they grow. These molecules range from components that are simply being food for micro-organisms to signalling molecules or antibiotics that help shape the microbial community (refs Harro). There is some evidence that there is genetic variation in the amount and composition of the metabolites secreted by plants into their rhizosphere (refs Harro) and that environmental conditions affect exudation as well as, (consequently?), the microbial community. Vice versa, the microbiome may help plants to survive stresses. In this project we will investigate the extent of natural variation in the exudation of metabolites by plants into the rhizosphere as well as the effect of abiotic stress on this, how this affects the rhizosphere microbial communityand how the microbiome affects the plant and its tolerance to abiotic stress. We will approach this using state of the art technologies, metabolomics for root exudate analysis, metagenomics for microbiome analysis and RNA sequencing and advanced phenotyping to evaluate the effect of the microbiome on the host.
Remarks/questions:
- To be able to investigate the effect of the microbiome composition on the host plant ideally we should be able to change the microbial community of one host plant genotype, by inoculation? by adding artificial exudates?
- will we do this in a mapping population (advantage: we can identify genes; disadvantage: we can only do one species, expensive)
- use distinct genotypes of one species (Arabidopsis and tomato, sweet pepper?)
- What to study in the host plant: gene expression, abiotic stress resistance, yield? (root) architecture?
Voor meer informatie/For more information: