Bodem levert nieuwe microbiële bronnen voor natuurlijke producten op

Nieuws

Bodem levert nieuwe microbiële bronnen voor natuurlijke producten op

Gepubliceerd op
9 december 2015

De rol van de bodem als schatkamer voor nieuwe, nuttige en natuurlijke producten wordt opnieuw bevestigd door de ontdekking van nog onbekende genen in Lysobacter-bacteriën. Onderzoek van Wageningen UR en NIOO toont aan dat deze genen of genclusters waarschijnlijk coderen voor nog onbekende anti-microbiële stoffen.

Lysobacter-bacteriën staan bekend om hun ziektewerende eigenschappen tegen de bodemschimmel Rhizoctonia. Deze schimmel veroorzaakt wortelrot in veel gewassen zoals aardappel, suikerbiet, groente- en bolgewassen. Over de werking van Lysobacter-bacteriën was tot nu toe echter nog weinig bekend. Onderzoekers van Wageningen UR en het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO) brachten daarom de eigenschappen en genen van verschillende Lysobacter-soorten in kaart. De resultaten van dit onderzoek bevestigden niet alleen de aanwezigheid van genen voor de productie van al bekende antimicrobiële stoffen, maar leverde ook onbekende genen of genclusters op die waarschijnlijk voor nog onbekende antimicrobiële stoffen coderen. De rol van de bodem als belangrijke schatkamer voor nieuwe, nuttige, natuurlijke producten wordt hiermee opnieuw aangetoond.

Ziektewerende eigenschappen

De bodem bevat enorme aantallen verschillende soorten micro-organismen met nog onbekende eigenschappen. Onderzoek naar bodems met ziektewerende eigenschappen heeft inmiddels een grote collectie bacteriën van het geslacht Lysobacter opgeleverd die de schimmel Rhizoctonia remmen.

Vier Lysobacter-soorten

Voor dit onderzoek werden achttien Lysobacter-isolaten van vier soorten gebruikt om hun activiteit en verscheidenheid in hun vermogen om andere micro-organismen te remmen te testen. Het bleek dat de meeste isolaten verschillende plant-pathogene schimmels, bacteriën en oomyceten konden remmen. Daarnaast produceren ze meerdere enzymen, zoals chitinases, glucanases, proteases. De mate van remming werd beïnvloed door groeiomstandigheden zoals het type medium, maar ook door de aanwezigheid van de pathogene schimmel zelf.

Genoom in kaart gebracht

Van vier Lysobacter-soorten is het volledige genoom in kaart gebracht. Vergelijking van deze genoomsequenties met bestaande kennis in databestanden toont de aanwezigheid van genen voor de productie van reeds bekende antimicrobiële stoffen aan (zoals Lysobactin, phenazine, WAP-8294A2, dihydromaltophilin). Daarnaast bevatten de Lysobacters onbekende genen of genclusters die waarschijnlijk voor nog onbekende antimicrobiële stoffen coderen. Onderzoek naar het metabolietenprofiel van deze Lysobacters ondersteunt de genetische informatie. Bijzonder interessant is de aanwezigheid van een nog onbekend metaboliet die alleen in de aanwezigheid van Rhizoctonia door één van de Lysobacter soorten geproduceerd wordt.

Variatie per isolaat

Lysobacter-soorten hebben ca 50% van hun DNA-sequenties gemeenschappelijk, terwijl de andere 50% soort- of isolaat-specifiek is. Ook hun vermogen om diverse micro-organismen te remmen varieert per isolaat. Dit wordt ondersteund door de genetische informatie voor de productie van verschillende metabolieten per soort.

Dit samenwerkingsproject tussen Wageningen UR en NIOO wordt gefinancierd door STW en bedrijfsleven.

Meer informatie

1 Diversity and Activity of Lysobacter Species from Disease Suppressive Soils (open access), november 2015; Ruth Gómez Expósito, Joeke Postma, Jos M. Raaijmakers en Irene De Bruijn.

2 Comparative genomics and metabolic profiling of the genus Lysobacter (open access), november 2015; Irene de Bruijn, Xu Cheng, Victor de Jager, Ruth Gómez Expósito, Jeramie Watrous, Nrupali Patel, Joeke Postma, Pieter C. Dorrestein, Donald Kobayashi and Jos M. Raaijmakers.