Aardappels aangetast door Phytophthora. Foto Shutterstock De waterschimmel Phytophthora infestans is de schrik van aardappeltelers. Veel onderzoek vindt plaats om de plant resistent te maken. Jochem Bronkhorst promoveerde vorige week op zijn ontdekking hoe de schimmel de plant binnendringt. De vondst opent nieuwe wegen om de aardappel te beschermen.
Een infectie met Phytophthora begint met het binnendringen van de schimmeldraad (hyfen) in aardappelblad. Hoe doet de schimmel dat en welke krachten komen daarbij kijken? Bronkhorst ontwikkelde een modelblad in de vorm van en dun laagje rubberachtig materiaal (PDMS) met een vergelijkbare stijfheid als echt blad.
Hoogtekaart
Voor het meten van de kracht waarmee schimmeldraden binnendringen, ontwikkelde hij een vernuftige methode. Die komt erop neer dat hij een nauwkeurige hoogtekaart van het oppervlak maakt. ‘Je meet hoe diep het rubber door de top van de schimmeldraad wordt ingedrukt’, legt hij uit. ‘Uit de bekende stijfheid van het rubber kun je dan de uitgeoefende krachten berekenen.’
Het mes snijdt schuin in het materiaal, precies hetzelfde zien we bij Phytophthora
Jochem Bronkhorst, Physical Chemistry and Soft Matter
De hoogtekaart verraadt ook de vorm en invasiemethode van de indringende hyfentop. Die zijn als een Japanse mes. ‘Een Japans mes is, net als een beitel, maar aan één kant geslepen’, licht Bronkhorst toe. ‘De krachten komen daardoor op een kleiner oppervlak terecht, waardoor het mes goed snijdt in delicate ingrediënten zoals sushi. Het mes snijdt door die vorm schuin in het materiaal. Precies hetzelfde zien we bij Phytophthora.’
Scherper
Bronkhorst ontdekte ook hoe de schimmel het mes scherp houdt. Het actine-cytoskelet, het inwendige netwerk van de cel, helpt daarbij. ‘De cel accumuleert heel veel van dat eiwit in een bepaalde vorm in de top van de hyfen. Die top behoudt daardoor zijn vorm. Sterker nog, de top lijkt er tijdens het snijden zelfs scherper door te worden.’
Voor de uitoefening van de invasieve krachten moet de schimmel zich wel stevig aan het blad kunnen hechten. Dat opent nieuwe wegen voor bestrijding. Bronkhorst: ‘Als je bijvoorbeeld de plakkracht vermindert, moet de invasie-efficiëntie flink dalen.’ Met proeven op zowel nepblad als echt blad is dat effect aangetoond.
