Rijksuniversiteit Groningen op zoek
naar erwt die veel stikstof bindt.
#7
JSPQ
-wvt
A
Onderzoek met behulp van mutanten
mmL
\Vi|'
korte wenken
akkerbouw
De eiwitcrisis in de jaren 70 heeft
duidelijk gemaakt hoe wij voor onze
eiwitvoorziening afhankelijk van het
buitenland zijn. De EG heeft maat
regelen getroffen die de teelt van
eiwitrijke gewassen bevordert. Voor
al het areaal erwten is daardoor de
laatste jaren sterk toegenomen.
Daarnaast wordt onder andere stik-
stofbindingsonderzoek aan eiwit
rijke gewassen gestimuleerd De erwt
behoort tot de vlinderbloemigen
waartoe ook andere zaadgewassen
als lupine en veldboon behoren, die
alle in staat zijn in symbiose met
Rhizobion-bacterien luchtstikstof te
binden. Dit betekent dat de erwt niet
alleen een eiwitrijk gewas is, maar
dat het door stikstofbinding uit de
lucht in zijn eigen stikstofbehoefte
kan voorzien. Daarom werd in het
verleden lupine op arme in cultuur
gebrachte heidegronden verbouwd
om voor een volggewas door middel
van N2-binding extra stikstof ln de
grond te brengen.
0 v o
Villi, f
Fig. 3 cv Rondo en mutant nod 3
geinoculeerd met Rhizobium legu-
minosarium en opkweekt in zwaar
bemeste potgrond. Mutant nod3
vormt honderden knolletjes terwijl
cv Rondo knolvrij blijft.
Tegenwoordig is de hoge bemes
tingsgraad van onze landbouwgron
den er echter debet aan dat bij een
vlinderbloemige als de erwt geen
optimaal gebruik van het N2 bin
dingsvermogen wordt gemaakt. Dit
komt, omdat enerzijds de totstand
koming van het symbiotische proces
(samenlevingsverand in elkanders
voorstadjtüssen de erwt en Rjizobum
leguminosarum door stikstof, aan
wezig in de grond, wordt geremd en
dat anderszijds hierdoor de N2-bin-
dingsactiviteit van een reeds ge
vormd wortelknolletje negatief
beinvloed wordt. In de praktijk be
tekent dit dat als gevolg van onze
teeltomstandigheden de knolvor
ming bij de erwt verlaat en niet opti
maal in omvang op gang komt.
Hierdoor zal in zo'n gewas de stik
stofbinding geen optimale bijdrage
aan de opbrengst (uitgedrukt in kg
zaad of eiwit per ha.leveren en zal
er voor een daarop volgend gewas
relatief weinig gebonden stikstof in
de grond achterblijven. De verede
laars in Nederland schenken dan ook
geen aandacht aan dit aspect bij het
ontwikkelen van nieuwe, meestal
meer producerende rassen.
Aan relatief veel instituten over de
gehele wereld wordt N2-bindings-
onderzoek bedreven waarbij opvalt
dat wat het genetisch aspect hiervan
betreft tot voor kort de bacterie
hoofdzakelijk in het middelpunt van
de belangstelling stond. Dit hangt
samen met het feit dat genetisch on
derzoek bij micro-organismen met
behulp van mutanten erfelijk veran
derde individuen relatief snel resul
taten oplevert. Daardoor is bij de
bacterie veel bekend over- genen die
betrokken zijn bij de knolvorming en
de N2 binding.
Bij de plant verloopt dit genetisch
12
onderzoek evenwel moeizamer om
dat het veel meer tijd en geduld
vraagt. Daarom is het bij de plant
veel minder duidelijk welke genen
een rol bij de symbiose spelen en in
hoeverre dit proces door kunstmatig
opgeroepen mutaties in positieve of
negatieve zin veranderen zou kun
nen worden. Er is weinig bekend
over de variatie die voor deze eigen
schap in de natuur spontaan aanwe
zig is. De variatie die tot nu toe ge
vonden werd, betreft enkele knolloze
varianten aanwezig in wild materiaal
zoals dr. Lie (Vakgroep Microbiolo
gie, Wageningen) die in exotypen
van de erwt in Iran en Afghanistan,
gevonden heeft.
Analoog aan het mutantenonder-
zoek bij de bacterie kan dit ook bij de
plant een hulpmiddel zijn om te
ontdekken welke genen van de plant
hetzij direct of indirect bij het tot
standkomen van effectieve wortel-
knolletjes betrokken zijn en welke
functie ze daarbij hebben. Bij de tot
standkoming van de knolletjes is een
aantal zichtbare ontwikkelingsstadia
te onderscheiden: laanhechting van
de bacterie aan de wortelharen; 2.
wortelhaar-infectie door.de bacterie
tot en met knolvorming en 3. knol
functie, waarbij N2.-bindingsactivi
teit het eindresultaat is (zie teke
ning).
Bij de werkgroep Cel- en Plantenge
netica van de Vakgroep Genetica
van de Rijksuniversiteit te Gronin
gen levert mutantenselectie bij de
erwt de laatste tijd interessant uit
gangsmateriaal voor onderzoek op.
Aan de basis hiervan staat een be
handeling van klemmend zaad van
het ras Rondo met een stof die mu
taties efficiënt bewerkstelligt.
Selectie van mutanten
knolloze mutanten
Bij de mutantenselectie worden de
zaailingen na kieming op een water
kuituur met Rhizobiumbacteriën,
opgekweekt, zodat ten allen tijde
naar het wortelstelsel gekeken kan
worden. Selectie van mutanten is
mogelijk omdat het onveranderde
A'/.
houtvat
zöne met
geaktiveerde cellen
Schematische weergave van het infektieproces van en de knolvorming aan de
wortel met Rhizobiumbakteriën:
A: PRE-INFEKTIE: aanhechting van bakteriën aan wortelharen, gevolgd
door wortelhaarkromming,
B: INFEKTIE: vorming van een infektiedraad door de bakterie in de wor-
telhaar, gevolgd door binnendringing in de schors en het aanzetten van
cellen tot deling, hetgeen leidt tot knolvorming,
C: KNOLFUNKTIE: volgroeide knollen bevatten plantecellen, gevuld met
vervormde bakteriën (bakteroïden). Stikstof wordt uit de lucht gebonden
en afgevoerd via vaatbundels.
interessante mutant en het uitgangs
ras Rondo toonde aan dat de mutant
(nod3) op nitraat-vrij medium 3x
zoveel en op nitraatbevattend me
dium 25x zoveel stikstof fixeerde als
Rondo. De ontdekking van deze bij
zondere mutant heeft andere on
derzoekers gestimuleerd ook derge-
Ir. E. Jacobsen
lijke mutanten te zoeken. Daarom
wordt er op dit ogenblik in o.m. De
nemarken en Frankrijk, druk naar
deze mutanten gezocht..Al deze mu
tanten vormen op dit moment be
langrijk uitgangsmateriaal voor fun
damenteel stikstofbindingsonder-
zoek Het doel hierbij is om meer in
zicht in de genetische en fysiologi
sche aspecten van het samenlevings
verband tussen de plant en de bacte
rie te verkrijgen.
Mutant Nod3
Mutant nod3 vormt uitbundig knol
letjes in zwaar bemeste potgrond,
terwijl het uitgangsras dat veel min
der doet. De hoofdwortel van nod3 is
veel korter terwijl daarnaast het ver
takkingssysteem van de wortel veel
intensiever is. Dit geldt vooral voor
het aantal zijwortels. Deze mutant
erwt is ook bovengronds korter.
Zoals eerder gezegd zou de knolvor-
mende eigenschap van nod3 van be
lang kunnen zijn voor een efficiënter
gebruik van stikstofbinding in onze
landbouw. Een stikstofgift bij uitzaai
of een relatief hoge stikstofconcen-
tratie in de grond als gevolg van de
voorvrucht is bij deze mutant geen
refii meer voor knolvorming. In een
vroeg stadium van de plantontwikke-
ling; daarnaast zijn er aanwijzingen
dat nod3 langer uitbundig knollen
blijft vormen zodat de verwachting
gerechtvaardigd is dat de plant lan
ger stikstof blijft fixeren. Dit kan zijn
invloed op de opbrengst maar ook op
het eiwitgehalte van het zaad heb
ben. Er moet ook aandacht geschon
ken worden aan de stikstof die aldus
gebonden in de grond achterblijft
zodat de bemesting van het daarop
volgende gewas in de analyse mede
betrokken moet worden. Op dit mo
ment is er voldoende zaad van de
mutant aanwezig om aan deze as-
pekten de volgende jaren meer aan
dacht te kunnen schenken,
Zou uit bovengenoemde onderzoek
blijken dat toepassing van de be
schreven èigenschap een financiële
meeropbrengst aan het gewas zou
kunnen geven dan zou de veredelaar
dit aspect in zijn kweekdoel kunnen
opnemen.
E. Jacobsen, vakgroep
Genetica, Rijksuniversiteit Gronin
gen
Fig. 5 Overzichtsfoto van dekas
waarin het erwtenmater-iaal na kie
ming van het zaad in vermiculiet
wildtype onder deze omstandighe
den altijd en snel knollen vormt. Op
dit moment is een aantal mutanten
geselecteerd die op een bepaald be
paald punt vanaf de wortelkolonisa
tie door de bacterie tot aan de knol
vorming gestoord kunnen zijn. Zo is
er een mutant gevonden waarbij de
interactie tussen de bacterie en plant
tot en met de infectie van wortelha
ren door de bacterie normaal ver
loopt, maar die toch geen knolvor
ming geeft op nitraat toch knollen
vormen. Nitraat bemesting remt
zoals gezegd de knolvorming dras
tisch. Dit betekent dat als er planten
gevonden worden die onder deze
omstandigheden toch knollen vor
men, men te maken heeft met een
interessante mutant. Op deze wijze is
voor verschillende doeleinden op
vleoibaar medium opgekweekt
wordt.
een zeer interessante mutant gevon
den die niet alleen op hoge nitraat
concentraties knollen blijft vormen
maar daarnaast ook op nitraat-vrij
medium zeer uitbundig knollen
vormt. Beide eigenschappen van de
ze mutant (Nod3 genaamd) zijn
eventueel van belang voor land
bouwkundige toepassing enerzijds op
gronden met een relatief hoge stik-
stofbemestingsgraad en anderzijds in
omstandigheden met een lage be
mestingsgraad, een situatie die vaak
in ontwikkelingslanden wordt aan
getroffen. Daarom heeft de FAO in
Wenen, die het gebruik van vlinder
bloemigen in ontwikkelingslanden
stimuleert, belangstelling voor het
Groningse mutantenonderzoek.
Stikstofbindingsonderzoek aan deze
WILT U DAGELIJKS op de
hoogte blijven van de aktualiteiten
in de akkerbouw, bel dan 01806 -
14166. Dit nummer is dag en
nacht bereikbaar.
ZANDGRONDEN, WELKE
laat geploegd worden, geven voor
al op lichtere gronden gemakke
lijk een fijn en te los zaaibed. Deze
gronden worden vaak een prooi
van de schrale, droge en sterke
voorjaarswind. Het gebruik van
een vorenpakker achter de ploeg
voorkomt een te losse ligging en
geeft een goede aansluiting van de
bouwvoor met de ondergrond. Dit
kan opbrengstverhogend werken
ten opzichte van wiel-aan-wiel
vastrijden.
HEEFT UW SPUITMA CHINE
al een grondige onderhoudsbeurt
gehad? Kontroleer of de spuit-
plaatjes nog goed zijn en de klep
pen, leidingen en membranen geen
lekkage vertonen. Kijk ook even
of er geen slangen in het spuitbeeld
hangen, want dit komt regelmatig
voor.
MA GNESIUM BEMESTING.
De magnesiumbemesting vraagt
op de zandgronden ekstra aan
dacht. Wanneer de magnesium
toestand goed is, kan deze met
magnesamon (MAS) op peil ge
houden worden. Bij lage toestan
den, zie grondonderzoek, is het
gewenst nu kiese riet te strooien.
70.000 a 80.000 GOED VER
DEELD staande bietenplantjes
per ha is een ideale uitgangssitua
tie. Dit is te bereiken door:
- 15 cm zaaiafstand in de rij bij
een veldopkomst van 60%;
- 18 cm zaaiaf stand in de rij bij
een veldopkomst van 72%;
- 20 cm zaaiafstand in de rij bij
een veldopkomst van 80%.
PROBEER HET ZAAIBED
voor bieten met zo weinig mogelijk
bewerkingen te maken en maak de
losse toplaag niet dieper dan 3 cm.
Zaai op ae vaste ondergrond, zo
dat het zaadje verzekerd is van
vocht. Diep gevallen zaad geeft
zwakke kiemplantjes en een onre
gelmatig gewas met nare gevolgen
voor de latere onkruidbestrijding.
Vrijdag 8 maart 1985
