De ontrafeling van het genoom van de vlinderbloemige plant Medicago biedt nieuwe mogelijkheden voor eiwitrijke gewassen. De nieuwe kennis van de veelgebruikte modelplant geeft inzicht in het ontstaan van een samenwerking tussen de plant en een bacterie die stikstof uit de lucht vastlegt als voedingsstof voor het gewas. In Nature doen onderzoekers van 31 instituten, waaronder Wageningen Universiteit, verslag.
Vlinderbloemigen
De plant die nu in kaart is gebracht, Medicago truncatula, familie van de luzerne, staat model voor het in de natuur unieke verschijnsel dat zich in vlinderbloemige planten (Leguminosae) voltrekt. In wortelknolletjes van de planten leven rhizobium-bacteriën die stikstof uit de lucht binden en zo beschikbaar maken voor de plant, een trucje waartoe slechts één andere plantensoort (parasponia) in staat is. Deze eigenschap onderkenden de eerste landbouwers zo’n tienduizend jaar geleden al, zodat vlinderbloemige planten zoals bonen, soja, linzen en erwten tot de oudste gecultiveerde gewassen behoren. Nog steeds zijn de vlinderbloemige gewassen die ‘bol van eiwitten’ staan een groep van betekenis: ze bedekken circa een derde van het wereldwijde landbouwareaal.
Onderzoekers
De 128 onderzoekers uit acht landen die meeschreven aan de publicatie over het genoom van Medicago concentreren zich dan ook op de interactie tussen de bacterie en de plant. Zij reconstrueren dat zo’n 58 miljoen jaar geleden er een radicale verandering in de voorloper van de Medicago-plant is opgetreden, waarbij de genoominformatie werd verdubbeld en de samenleving tussen de vlinderbloemige en de rhizobiumbacterie verder gestalte kreeg.
Uitdaging
De uitdaging van de onderzoekers is nu een vinger achter het precieze mechanisme van de stikstofvastlegging te krijgen. Dat gebeurt onder meer door genomen van verwante planten als de luzerne (alfalfa) en sojaboon te vergelijken, maar ook door vergelijking met de enige uitzondering in het plantenrijk die stikstof kan vastleggen, de parasponia-plant. Als dat systeem wordt begrepen, is het mogelijk het over te hevelen naar andere gewassen, zodat de behoefte aan stikstof in de vorm van kunstmest kleiner kan worden.
