Leidse onderzoekers ontdekken hoe bacteriën planten helpen bij droogte
Onderzoekers van de Universiteit Leiden hebben ontdekt hoe een nuttige bacterie planten helpt beter bestand te zijn tegen droogte. Het onderzoekt brengt een tot nu toe onbekend biologisch mechanisme aan het licht en kan bijdragen aan de ontwikkeling van gewassen die beter bestand zijn tegen droge omstandigheden.
Wat helpt planten om droogte beter aan te kunnen? Nu hittegolven en langdurige droogte wereldwijd steeds vaker voorkomen, groeit de behoefte aan planten die beter tegen droogte kunnen. Sommige bacteriën kunnen planten daarbij helpen door processen in gang te zetten die hen beter bestand maken tegen droogte. Veerkrachtigere planten zijn belangrijk voor zowel de biodiversiteit als de voedselvoorziening.
Onderzoekers van de Universiteit Leiden hebben nu een bacterie geïdentificeerd die planten beter bestand maakt tegen droogte. Dat bacteriën planten kunnen helpen bij droogte was al bekend, maar de onderzoekers ontdekten nu ook hoe dat precies gebeurt.
‘We hebben een Flavobacterium ontdekt die planten helpt beter tegen droogte bestand te zijn’, zegt plantenbioloog Salma Balazadeh. ‘’We hebben ook één manier ontdekt waarop de bacterie de plant helpt.’ De bacterie blijkt de groei van wortelharen te stimuleren.
Op zoek naar bacteriën die planten helpen bij droogte
De ontdekking begon met een verzameling bacteriestammen, beschikbaar gesteld door Jos Raaijmakers, hoogleraar Microbiële interacties en diversiteit bij het Instituut Biologie Leiden (IBL) en het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW). De onderzoekers stelden planten bloot aan droogte en vergeleken planten die waren behandeld met bacteriën met planten die dat niet waren.
‘We hebben een verzameling bacteriën gescreend om te zien welke de droogtetolerantie van planten verbeteren’, zegt Balazadeh. ‘Deze stam bleek een van de meest veelbelovende, dus besloten we die verder te onderzoeken.’
Het project bracht kennis uit de plantenbiologie, microbiologie en moleculaire biologie samen. Dankzij financiering van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) konden de onderzoekers het onderliggende mechanisme verder uitzoeken.
Wortelharen maken planten beter bestand tegen droogte
Om te begrijpen wat de bacterie precies deed, bekeken de onderzoekers de wortels van de planten nauwkeurig. In doorzichtige groeisystemen zagen ze dat behandelde planten veel meer wortelharen ontwikkelden.
Wortelharen zijn kleine uitsteeksels van wortelcellen. Ze vergroten het oppervlak van de wortel, waardoor planten beter water en voedingsstoffen uit de bodem kunnen opnemen.
‘Deze haren helpen planten water en voedingsstoffen op te nemen en spelen een belangrijke rol in de wisselwerking tussen wortels en hun omgeving’, legt Balazadeh uit. ‘De bacterie stimuleert hun vorming.’
‘Ons onderzoek beschrijft één belangrijke route die wordt geactiveerd door de interactie tussen plant en bacterie, maar er zijn er ongetwijfeld meer.’
Vervolgens brachten de onderzoekers de onderliggende biologische keten van gebeurtenissen in kaart. Daarbij spelen signaalstoffen van de plant en genen die andere genen aan- of uitzetten een belangrijke rol. Uiteindelijk leidt dit tot extra groei van wortelharen.
Verborgen mogelijkheden van planten
Balazadeh benadrukt dat het belangrijk is om planten te onderzoeken in hun natuurlijke omgeving. ‘Er zijn processen in planten die alleen door micro-organismen kunnen worden geactiveerd’, zegt ze. ‘Zonder die interacties zouden we ze misschien nooit ontdekken.’
De resultaten onderstrepen ook het belang van onderzoek onder omstandigheden die meer lijken op de werkelijkheid, waarin planten voortdurend samenleven met grote gemeenschappen van micro-organismen.
Eén stukje van de puzzel van droogtetolerantie
Balazadeh en Rahimi benadrukken dat bestand zijn tegen droogte een ingewikkelde eigenschap is. Er bestaat geen eenvoudige oplossing in de vorm van één gen, eigenschap of bacterie. ‘Er is niet één mechanisme dat bepaalt of een plant droogte kan doorstaan’, leggen ze uit. ‘Ons onderzoek beschrijft één belangrijke route die wordt geactiveerd door de interactie tussen plant en bacterie, maar er zijn er ongetwijfeld meer.’
Toch is dit een belangrijke stap vooruit. Door beter te begrijpen hoe nuttige bacteriën de biologie van planten beïnvloeden, kan het onderzoek in de toekomst bijdragen aan de ontwikkeling van gewassen die beter bestand zijn tegen een warmer en droger klimaat.
Wetenschappelijk artikel
Rahimi, A., Stiegert, S., Karami, O. et al. Endophytic Flavobacterium promotes root hair development and enhances drought tolerance via an ERF–CEP5 hormonal regulatory module. Nat. Plants 12, 1543–1560 (2026). https://doi.org/10.1038/s41477-026-02350-4