Aardappelcystenaaltje gebruikt plantaardig glijmiddel

Wageningse onderzoekers hebben bij het aardappelcystenaaltje, de veroorzaker van de gevreesde aardappelmoeheid, een bijzonder eiwit ontdekt (Nature, 1 jan). Het gaat om een expansine. Het aaltje gebruikt dit eiwit om de celwanden van de plant die hij binnendringt los te maken.

Expansines vormen een familie van eiwitten die tot nog toe alleen bekend waren uit het plantenrijk. Plantencellen bezitten zeer stevige celwanden, een robuust, glasvezelachtig netwerk van voornamelijk suikerpolymeren. In de jaren negentig werd ontdekt dat groeiende plantencellen expansine uitscheiden. Dit eiwit vergroot de elasticiteit van het netwerk van polysacchariden in de celwand, zodat de cel zich kan strekken. Later bleek dat kiemende stuifmeelkorrels eveneens gebruik maken van expansine zodat de stuifmeelbuis bij het bestuiven van een bloem gemakkelijker de stempel kan binnendringen. Expansine speelt ook een rol bij het zacht worden van rijpend fruit.

De Wageningse nematoloog dr. Hans Helder en collega's hebben nu als eersten aangetoond dat ook plantenparasitaire aaltjes gebruik maken van een dergelijk elegant mechanisme. De aaltjes scheiden expansine uit op het moment dat ze de plantenwortel binnendringen. Het eiwit werkt waarschijnlijk als een soort moleculair glijmiddel. Al eerder ontdekten Helder en collega's dat het aardappelcystenaaltje Globodera rostochiensis celwandafbrekende enzymen produceert. De ontdekking van het moleculaire glijmiddel vormt daarop een aanvulling. Het eiwit verbreekt non-covalente verbindingen in de plantencelwand. Hierdoor kunnen de celwandpolymeren van de aardappelplant gemakkelijker worden afgebroken, waarop het parasitaire aaltje zich in de wortels kan nestelen. Volgens Hans Helder toont deze vinding de onjuistheid van het denkbeeld dat dieren niet of nauwelijks plantaardige celwanden kunnen afbreken.

Het aardappelcystenaaltje kruipt door de grond totdat het een geschikte plantenwortel gevonden heeft. Behalve op aardappel kan deze parasiet zich ook vestigen op verwante gewassen zoals tomaat en aubergine. Vervolgens moet de nematode de plantenwortel zien binnen te dringen, waarbij vrijwel alle wortelcellen zijn omgeven door een celwand, een formidabele barrière voor een rondworm met een lengte van slechts 0,4 mm.

Om de celwand te doorbreken zet de nematode zwaar geschut in: hij perforeert de celwand terwijl hij tegelijkertijd een breed spectrum aan celwandafbrekende eiwitten uitscheidt. Het nu ontdekte expansine bevordert waarschijnlijk de efficiëntie van de celwandafbrekende enzymen doordat het de toegankelijkheid van dit normaal zeer dichte netwerk van suiker-polymeren vergroot. De vondst verklaart waarom deze aardappelcystenaaltjes de plantenwortel zo snel kunnen binnendringen.