Bacterial endophytes of rice – their diversity, characteristics and perspectives

Promotie: dhr. P.R. Hardoim, 11.00 uur, Aula Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Bacterial endophytes of rice – their diversity, characteristics and perspectives

Promotor(s): prof.dr. J.D. van Elsas

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Bacteriële bewoners rijstplanten zijn bijzondere gasten

Gespecialiseerde bacteriën die in staat zijn de interne plantweefsels te koloniseren, endofyten, creëren een win-winsituatie voor zichzelf en hun gastheer. Hun ecologische rol is echter nog grotendeels onbekend. Pablo Rodrigo Hardoim deed onderzoek naar de bacteriële gemeenschappen die rijstwortels bewonen en naar bepalende factoren die van invloed zijn op de ecologie van bacteriële endofyten.

Hij toonde aan dat het genotype (ras) van de gastheerplant grote invloed heeft op de samenstelling van de bacteriële gemeenschap. Er werden relatief weinig endofyten gevonden onder cultivars, wellicht omdat bacteriën zich nog niet hebben kunnen aanpassen aan het nieuwe genotype. Hardoim stelt daarom dat zowel bacteriële adaptatie als het genotype van de plant bijdragen aan de structuur van de dynamische bacteriële gemeenschappen in de wortels van rijstplanten.

Binnen rijstwortels warenGammaproteobacteriade meest dominante klasse, met Enterobacter als het meest voorkomende geslacht. De geselecteerde Enterobacter-stammen bleken verscheidene plantgroeibevorderende én plantadaptieve eigenschappen te hebben, waarvan geen enkele gedeeld werd door alle isolaten. Dit suggereert dat er meer dan één mogelijkheid is zich aan te passen aan de gastheer.

Onder gecontroleerde omstandigheden bleken rijstzaden een belangrijke bron van bacteriële endofyten, die de nieuwe plantweefsels, de rhizosfeer en de omliggende bodem koloniseerden. Dit wijst erop dat ook in natuurlijke omstandigheden zaadoverdraagbare endofyten vrij kunnen komen uit de plant. Metagenoomanalyse van het bacteriële endofytische microbioom liet een oververtegenwoordiging zien van enkele genen die betrokken zijn bij niche-adaptaties en plantgastheer-microbe-interacties, terwijl slechts een beperkt aantal genen mogelijk betrokken zijn bij gunstige eigenschappen. Samengevat laat het onderzoek van Hardoim zien dat het binnenste van een plant een exclusieve microhabitat is, waarbij een groot aantal bacteriële aanpassingen nodig zijn en geselecteerd worden.

Pablo Rodrigo Hardoim (Brazilië, 1978) studeerde aan de universiteit van Sao Paulo. Zijn promotieonderzoek deed hij bij de vakgroep Microbiële ecologie van de Rijksuniversiteit Groningen. Het werd gefinancierd door een gezamenlijk onderzoeksproject van de RUG en Wageningen UR.