InterviewSpinozapremie-winnaar

Hoogleraar Corné Pieterse: ‘De plant kan zijn eigen hulptroepen optrommelen’

Corne Pietersen Beeld Studio Oostrum
Corne PietersenBeeld Studio Oostrum

De landbouw heeft zijn gewassen te veel gepamperd, zegt Corné Pieterse. Daardoor zijn ze verleerd zich te verdedigen tegen ziektes. Hij wil die natuurlijke afweer herstellen. En krijgt een NWO-Spinozapremie, een prijs voor uitmuntend onderzoek en kennisbenutting, om dat te doen.

Joep Engels

Vrijdagochtend is bekendgemaakt dat zes wetenschappers een Spinoza- of Stevinpremie ontvangen. Dit zijn de hoogste onderscheidingen in de Nederlandse wetenschap. Naast Thea Hilhorst en Corné Pieterse wonnen ook deze wetenschappers een Spinozapremie voor baanbrekend onderzoek.

Een plant staat er zelden alleen voor. Onder de grond hebben zijn wortels gezelschap van miljarden bacteriën, schimmels en andere micro-organismen. En die werken goed samen. Het bodemleven voorziet de plant van voedingsstoffen zoals fosfor of stikstof, die hijzelf niet zo goed kan verschalken. In ruil daarvoor krijgen de schimmels en bacteriën te eten. Deze dienstverlening is de plant veel waard. Sommige staan wel 20 procent van de suikers die ze aanmaken ervoor af.

Het microbioom, zoals biologen deze verzameling van micro-organismen noemen, beschermt de plant ook tegen ziektes. Planten hebben hun eigen immuunsysteem, vergelijkbaar met de aangeboren afweer van de mens, zegt Corné Pieterse (1964). “Het systeem herkent bijvoorbeeld bacteriën aan stukjes van hun zweepstaartjes, en bestrijdt die dan.”

Maar die reactie komt traag op gang, zegt de hoogleraar plant-microbe interacties van de Universiteit Utrecht. “Mijn voorganger ontdekte in 1991 dat bepaalde micro-organismen de wortels van de plant koloniseren en zo diens afweer op scherp zetten. Ik ben toen bij de groep gehaald om uit te zoeken hoe de plant dat doet.”

Een primeur, zonder het zelf te weten

Pieterse was kort daarna in Wageningen gepromoveerd in de plantenziektekunde. Hij leek geknipt voor dit onderzoek, maar kwam toch uit een andere wereld, vertelt hij. Hij deed onderzoek aan de aardappelziekte, een grote plaag in de aardappelteelt die wordt veroorzaakt door een schimmelachtige, Phytophthora infestans. “Aan mij de taak uit te zoeken welke factoren van belang zijn bij de infectie. Ik ontdekte een eiwit van Phytophthora waar de afweer van de aardappelplant op aansloeg. Daarmee had ik een primeur, maar dat besefte ik toen nog niet.”

Dit soort eiwitten bleek van groot belang voor veredelaars. Die proberen de plant door kweek te voorzien van eigenschappen die ervoor zorgen dat hij sterk reageert op dergelijke eiwitten. “Bij een heftige reactie sterft het besmette stukje weefsel af en wordt de ziekteverwekker geïsoleerd. De infectie blijft beperkt tot een vlekje. Het is heel effectief, maar in korte tijd verwerft de ziekteverwekker een mutatie waarmee hij niet meer wordt herkend door de plant. Dan moet de veredelaar op zoek naar een nieuwe variant. Het is een wapenwedloop, niet altijd even duurzaam.”

Dat is de Utrechtse aanpak wel. “We willen gebruikmaken van de micro-organismen die van nature op de wortels zitten. Die geven een blijvende resistentie. Niet zo effectief als die oude methode, maar wel tegen een breed spectrum van pathogenen. We versterken er immers de natuurlijke afweer mee. Bovendien bevordert een goed microbioom de groei van de plant.”

Wereldwijd gaat 30 procent van de oogsten verloren door ziekten

De huidige landbouw maakt veel te weinig gebruik van dit natuurlijke potentieel. “De gewassen die wij zaaien of planten, hebben geen relatie met de bodem. Hoeft ook niet. Ze worden door ons gepamperd. Met kunstmest en bestrijdingsmiddelen zorgen wij ervoor dat de plant zich niet druk hoeft te maken of er voldoende voedsel is of dat er ziektes op de loer liggen. Ze zijn gekweekt op hun productie. Het natuurlijke vermogen om samen te werken met het bodemleven is bij dat selectieproces deels verloren gegaan.”

Het is hard nodig dat die natuurlijke relatie wordt hersteld, zegt hij. Wereldwijd gaat 30 procent van de oogsten verloren door ziekten of plagen, terwijl er steeds meer monden bij komen die moeten worden gevoed. “Daar staat tegenover dat de wereld over niet al te lange tijd afscheid moet nemen van de kunstmest. Al was het maar omdat de voorraden fosfaat, een belangrijke grondstof voor kunstmest, uitgeput raken. Bovendien willen we van de chemische bestrijdingsmiddelen af.”

Als je de natuurlijke afweer wilt herstellen, moet je eerst begrijpen hoe die werkt. Dat is nog niet zo eenvoudig, zegt Pieterse. “Neem een theelepeltje aarde, en je hebt miljarden schimmels en bacteriën te pakken. Een plant rekruteert daaruit de micro-organismen waar hij baat bij heeft. Dat doet hij door sappen uit te scheiden. Sommige bacteriën of schimmels groeien daarop, andere juist niet. Zo selecteert de plant wie wel of niet op zijn wortels groeien. De vraag is: welke micro-organismen zijn dat en hoe rekruteert hij ze?”

Dat heeft hij onder andere onderzocht aan de zandraket. Toen zijn groep de blaadjes van dit modelplantje uit de biologie besmette met valse meeldauw - een schimmelachtige - zagen ze dat na een week het microbioom rond de wortels sterk was veranderd. “Kennelijk had het plantje signalen de bodem ingestuurd om hulptroepen op te trommelen. We hebben dat nieuwe microbioom geanalyseerd en toen drie nieuwe micro-organismen kunnen aanwijzen. En inderdaad, als we zandraketten kweekten in een bodem waaraan we die nieuwe micro-organismen hadden toegevoegd, waren ze beter beschermd. Zo doet de natuur het waarschijnlijk ook: de bodem heeft een soort geheugen voor oude plagen.”

De landbouw gerichter verbeteren

Met de Spinozapremie hoopt hij dit onderzoek te verdiepen. “We hebben de afgelopen jaren veel werk gestoken in individuele micro-organismen. Wat ik nu wil weten: welke microbiële eigenschappen rekruteert de plant, welke functie probeert hij te verwerven? En welke eigenschappen in de plant zijn belangrijk voor de communicatie met het microbioom?”

Als je dat weet, kun je de landbouw gerichter verbeteren. Je kunt gewassen bijvoorbeeld een goede start geven door de juiste bacteriën of schimmels aan het zaai- of pootgoed toe te voegen. Maar je kunt ook de plant proberen te veredelen zodat die weer in staat is de goede micro-organismen naar zich toe te trekken. En dan is er nog een derde weg, zegt Pieterse. “Je kunt dit natuurlijke proces uitbuiten met je wijze van teelt. Bijvoorbeeld door niet meer te ploegen. Een boer die ploegt, verstoort het schimmelnetwerk waar de gewassen van het nieuwe seizoen van hadden kunnen profiteren.”

We hebben eigenlijk vier tot zeven wereldbollen nodig

Een andere optie is strokenteelt. Een grotere diversiteit boven de grond zorgt ook voor meer onderaardse variatie. Dat lijkt allemaal erg op de ideeën uit de biologische landbouw. Is dat waar we heen moeten? “Uiteindelijk moet de landbouw duurzaam worden, maar voorlopig hebben we de gangbare methode nog nodig. Het is niet helemaal mijn vakgebied, maar anderen hebben eens berekend dat als we de wereldbevolking met een duurzame landbouw willen voeden, we vier wereldbollen nodig hebben. Sommigen beweren zelfs zeven bollen. We moeten dus een middenweg bewandelen waarbij we zoveel mogelijk profiteren van het microbioom. Volgens een rapport van de Amerikaanse vereniging van microbiologen kunnen we met die drie methoden - met het zaaigoed mee, veredelen en teelwijze - in twintig jaar tijd met twintig minder bestrijdingsmiddelen 20 procent meer opbrengst genereren.”

20 procent meer opbrengst met natuurlijke technieken: hij vindt het zelf een mooie, realistische ambitie. “Tien jaar geleden werd in de landbouw nog helemaal niet over het microbioom nagedacht. Nu zie je dat de veredelingsbedrijven er massaal op zijn ingesprongen. De Monsanto’s van deze wereld zien het belang van biologicals.”

Maar 20 procent is bij lange na niet genoeg om van die vier wereldbollen er weer eentje te maken. Hoe krijgen we die 10 miljard mensen duurzaam gevoed? “Klopt, er zal meer moeten gebeuren. Wat dat betreft is het spijtig dat Europa genetische technieken in de ban heeft gedaan. Met het zogeheten crispr-cas kunnen we heel snel en heel precies gewenste veranderingen in de erfelijke eigenschappen van de plant aanbrengen. Veel mensen hebben daar weerzin tegen, vinden het onnatuurlijk. Maar dan denk ik: met de ouderwetse veredelingsmethode veranderen we het DNA ook, maar is de kans groot op ongewenste wijzigingen. Bovendien: ik stel niets vreemds voor. Het idee is om de landbouwgewassen hun natuurlijke eigenschappen terug te geven.”

Lees ook:

Thea Hilhorst reisde door oorlogsgebieden, werd beroofd en voor spion aangezien

Humanitaire hulp was lange tijd een kwestie van doen, niet van evalueren. Dankzij Thea Hilhorst, die de NWO-Spinozapremie ontvangt voor uitmuntend onderzoek en kennisbenutting, is het nu een gerespecteerd vakgebied.

Onderscheidingen voor onderzoekers naar ‘buitenaards leven’ en elementaire deeltjes

Ignas Snellen doet onderzoek naar planeten buiten ons zonnestelsel. Naast Thea Hilhorst en Corné Pieterse ontvangt ook hij een Spinozapremie voor baanbrekend onderzoek, net als ‘visionair’ Klaas Landsman. Daarnaast zijn er twee Stevinpremies toegekend voor kennisbenutting en maatschappelijke toepassing, aan Bas Bloem en Tanja van der Lippe.

Ecosystemen zijn niet zachtaardig of vriendelijk. Het conflict regeert

Lang voordat de mens zijn goederen ging verhandelen, had de natuur de markt al uitgevonden. Schimmels en planten ruilen diensten tegen billijke prijzen.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2022 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden