Nieuwe oplossing op basis van polysacchariden om aardappelen te beschermen tegen schadelijke bacteriën

Een doorbraak in aardappelbescherming: Russische wetenschappers ontwikkelen een nieuwe bio-nano-oplossing

Een team van Siberische onderzoekers heeft in samenwerking met een internationaal wetenschappelijk collectief een innovatieve methode ontwikkeld om aardappelen te beschermen tegen bacteriële ziekten. De nieuwe oplossing, gebaseerd op seleniumnanodeeltjes en een polysaccharide afkomstig van lariks, bestrijdt effectief zwartbenigheid en ringrot en stimuleert tegelijkertijd de plantengroei. De resultaten van deze baanbrekende studie zijn gepubliceerd in Plants.

De groeiende dreiging van bacteriële infecties in aardappelen

Aardappelen blijven wereldwijd een basisgewas, waarbij Rusland de knol op meer dan drie miljoen hectare in 80 regio's verbouwt. Gemiddeld consumeert elke Rus ongeveer één kilo aardappelen per week. Bacteriële ziekten, verergerd door klimaatverandering, vormen echter een toenemende bedreiging voor de wereldwijde opbrengsten.

Wetenschappers van de Siberische Federale Universiteit (SFU) hebben opgemerkt dat bacteriën zoals Pectobacterium carotovorum, die zachte rot en zwartbenigheid veroorzaakt, en Clavibacter sepedonicus, verantwoordelijk voor ringrot, worden agressiever naarmate de temperaturen stijgen. Traditionele pesticiden blijken niet effectief, omdat ze zich voornamelijk richten op schimmelpathogenen in plaats van bacteriële infecties.

Een baanbrekende biotechnologische innovatie

Om deze uitdaging aan te pakken, hebben onderzoekers van het Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry (SIFIBR) en SFU selenium-gebaseerde nanodeeltjes ontwikkeld in combinatie met arabinogalactan, een natuurlijk suikerpolymeer dat voorkomt in de celwanden van planten. Selenium, vernoemd naar de Griekse maangodin Selene, is een bekende antioxidant die een belangrijke rol speelt bij de bescherming van plantenweefsels.

Wanneer toegepast op aardappelspruiten, verminderen deze bio-nanocomposieten aanzienlijk het verwelken van bladeren, wat wijst op effectieve onderdrukking van bacteriële pathogenen. Het onderzoeksteam testte verschillende formuleringen, waaronder combinaties met mangaan en koperoxide. Selenium bleek echter het meest effectief, waarschijnlijk vanwege de hoge antioxiderende activiteit. De bacteriën consumeren arabinogalactan gemakkelijk, maar worden uiteindelijk vergiftigd door het selenium, waardoor de verbinding functioneert als een "lokval".

Minimale dosering, maximale bescherming

Professor Konstantin Krutovsky, een van de auteurs van de studie, benadrukte dat slechts een minimale concentratie seleniumnanodeeltjes nodig is voor effectieve bescherming. Hogere doses kunnen potentieel giftig zijn voor planten. Interessant genoeg toont deze formulering ook veelbelovendheid in de strijd tegen Phytophthora cactorum, de ziekteverwekker die verantwoordelijk is voor de ziekte Phytophthora in het Engels, een ziekte die veel fruitgewassen, sierplanten en bomen aantast.

Implicaties voor de toekomst van duurzame landbouw

Deze nieuwe aanpak is een belangrijke stap richting milieuvriendelijke gewasbeschermingsmethoden. In tegenstelling tot traditionele pesticiden, die schadelijke microben kunnen schaden en zich in ecosystemen kunnen ophopen, biedt dit bio-nanocomposiet een gerichte en duurzame oplossing.

Ondersteund door het Russische ministerie van Hoger Onderwijs en Wetenschap, zou dit onderzoek de weg kunnen vrijmaken voor bredere toepassingen in gewasbescherming. Met verdere tests en potentiële commerciële productie kan deze innovatie boeren wereldwijd helpen hun aardappeloogsten te beschermen tegen steeds agressievere bacteriële bedreigingen.