Tegen overmatige wortelgroei is nog steeds geen kruid gewassen. Toch krijgt deze lastige bacterieziekte niet altijd de kans om toe te slaan. In het wortelmilieu leven ook micro-organismen die snelle uitbreiding tegengaan. Het onderzoek naar onderliggende mechanismen vordert gestaag. Voor de onderzoekers is het een hersenkraker.
Genetische veranderingen zijn van alle tijden en voltrekken zich gewoon in de natuur om ons heen. Rhizobium rhizogenes bijvoorbeeld is een bacterie die planten heel succesvol infecteert met stukjes eigen DNA. Deze stukjes (T-DNA) versmelten met het DNA van planten, die zich hierdoor ten dele anders gaan gedragen. Zo worden ze bijvoorbeeld gevoeliger voor het hormoon auxine. Dat zet hen aan tot explosieve wortelgroei. Die wortels scheiden vervolgens weer stofjes uit die een mooie leefomgeving vormen voor de bacterie. En zo is de cirkel rond.
Wat voor de bacterie een ideale leefomgeving is, heeft grote gevolgen voor de ‘gastheer’. Aangetaste gewassen als tomaat, aubergine en komkommer vertonen meer vegetatieve groei en de productie blijft achter. Er zijn zeker 400 plantensoorten die gevoelig zijn voor deze bacterie, die in de glastuinbouw zorgt voor grote problemen in genoemde groentegewassen.
Geen grip
De afgelopen tien jaar heeft er al veel onderzoek plaatsgevonden naar het mechanisme dat voor deze afwijking zorgt en methoden om verspreiding van de bacteriën tegen te gaan (hygiënemaatregelen). Marta Streminska en Ineke Stijger, beide onderzoeker bij Wageningen UR Glastuinbouw, doen onderzoek naar een nieuwe strategie ter voorkoming van overmatige wortelgroei in samenwerking met LTO Glaskracht Nederland, Rijk Zwaan en Koppert Biological Systems. Dit gebeurt binnen de koepel PPS ‘Het Nieuwe Doen in Plantgezondheid’ van de Topsector Tuinbouw & Uitgangsmaterialen.
“Het blijft erg moeilijk om grip te krijgen op deze ziekte”, vertelt Streminska. “Het ene jaar zien we veel aantastingen, het andere jaar niet. Soms op één bedrijf en onder exact dezelfde omstandigheden. Waarom dat gebeurt, weten we nog niet.” Een chemische, curatieve oplossing is er niet. Wanneer de plant eenmaal is geïnfecteerd is het DNA definitief veranderd. Aangezien er geen oplossing is te vinden in de chemische hoek, behalve het grondig ontsmetten van watergeefsystemen, biedt slechts een biologische benadering perspectief. Daarbij staat vooral de activiteit van micro-organismen rond de plantenwortels centraal.
Systeem doorgronden
Het duo zoekt binnen hun onderzoeksproject naar hele fundamentele principes die de overmatige wortelgroei in gang zetten of tegenhouden. Dat project vindt tot op heden vooral binnen de vier muren van hun laboratorium plaats. Met regelmaat worden de resultaten en vervolgstappen besproken met een projectcommissie van telers uit de landelijke commissies Tomaat en Aubergine. “We zijn niet op zoek naar een antibioticum, vanwege de kans op resistenties. We bestuderen het gehele systeem”, legt Streminska uit.
In eerder onderzoek kwam naar voren dat symptomen van overmatige wortelgroei zich soms niet uiten in oude matten. Daarin heeft zich al een stabiele microbiële gemeenschap gehuisvest die zich niet laat verdringen door de boosdoener.
Gebruikte substraatmatten
De onderzoekers bestuderen nu schimmels en bacteriën die ze uit gebruikte substraatmatten isoleren om zo het mechanisme te doorgronden. Daarnaast testen zij een scala biologische producten die mogelijk kansen bieden. In een tomatenproef zijn bijvoorbeeld matten gebruikt die met nuttige micro-organismen waren behandeld. Ook daarin ontwikkelden de planten minder overmatige wortelgroei.
“Het systematisch beoordelen van alle micro-organismen is een enorme klus”, vertelt Stijger. “We willen precies in beeld krijgen wat er in de matten gebeurt. Als daar een stofje of micro-organisme bij zit dat de explosieve groei van deze bacterie afremt, dan zou je dit kunnen inbrengen in nieuwe matten.”
Communicatie verstoren
Uit onderzoek in de humane geneeskunde is bekend dat bacteriën niet zomaar toeslaan. Pas als er een ‘leger’ van bacteriën is gevormd zetten ze gezamenlijk de aanval in. Bacteriën communiceren met elkaar via productie van signaalstoffen. Verschillende bacteriële soorten produceren verschillende signaalstofjes. Bacillus maakt bijvoorbeeld andere signaalstofjes aan dan Dickeya of Rhizobium. Streminska en Stijger zoeken naar mogelijkheden om dit communicatiesysteem te verstoren. Zo kan een gezamenlijke aanval uitblijven.
Er zijn dus verschillende wegen om het probleem te benaderen. De onderzoekers zijn voorzichtig in het vroegtijdig trekken van conclusies. Stijger: “Stel dat we meer grip krijgen op het terugdringen van overmatige wortelgroei bij één gewas, dan is dat nog niet automatisch te dupliceren naar een ander gewas. Bovendien bestaat het wortelmilieu uit heel veel organismen die met elkaar samen werken.”
Meer dan 90% van alle aanwezige bacteriën leven in symbiose met de plantenwortels en stimuleren juist de groei. Dus als je organismen of stoffen gaat toevoegen die overmatige wortelgroei tegengaan, dan moet de rest natuurlijk wel in leven blijven. Gebeurt dat niet dan kunnen er andere ongewenste veranderingen op gang komen.
Ontsmetten en beschermen
Vooruitlopend op de resultaten van dit onderzoek schetsen de dames hoe het scenario er ongeveer uit komt te zien voor de vruchtgroenteteelten. Voordat de teelt begint moeten matten en watergeefsysteem absoluut schoon zijn.
In de praktijk zijn de meningen verdeeld over het reinigingseffect van waterstofperoxide en zijn er voorkeuren voor bepaalde merken of samenstellingen. Stijger weet niet zeker of dat zo is. Wel weet ze dat sommige bacteriestammen meer gevoelig zijn voor peroxide dan andere. “Het probleem blijft dat de bacterie zich razendsnel door een systeem verspreidt als er ook maar een klein beetje is achtergebleven. Met de lastig te verwijderen biofilm beschermt de bacterie zich als het ware.”
Direct na het ontsmetten zullen de nieuwe substraatmatten bij het begin van de teelt al moeten worden geïnjecteerd met stoffen of micro-organismen die een stabiele leefomgeving voor de plantenwortel vormen. Zo krijgt de plantpathogene bacterie geen kans zich te vermenigvuldigen en aan te vallen.
Dit jaar hopen Streminska en Stijger het onderzoek op laboratoriumniveau grotendeels af te ronden. Ze zullen binnenkort beginnen met het testen van stoffen op jonge planten.
Nieuwe aanpak voor bestrijden bacteriële ziekten in groentegewassen
De Publiek-Private Samenwerking (PPS) ‘Het Nieuwe Doen in Plantgezondheid’ is namens bedrijfsleven, overheid en kennispartijen in 2014 ingediend bij de Topsector Tuinbouw & Uitgangsmateriaal. Dit koepelprogramma bestrijkt een breed gebied over alle land- en tuinbouwsectoren heen en heeft een looptijd van vier jaar. Onder dit programma vallen momenteel 28 verschillende, meerjarige projecten. Dertien daarvan lopen al vanaf het begin. De rest is in 2015 of 2016 gestart. Tijdens de looptijd van het programma wordt ieder jaar een kwart van de projecten afgerond. Het onderzoek naar overmatige wortelgroei in tomaat en aubergine valt hieronder.
Samenvatting
Wageningen UR Glastuinbouw koos twee jaar geleden voor een systematische benadering van overmatige wortelgroei. Onderzoekers Ineke Stijger en Marta Streminska bestuderen met engelengeduld welke natuurlijke stoffen en organismen de explosieve ontwikkeling van Rhizobium bacteriën remmen. Langzamerhand wordt duidelijk dat er heel veel verschillende organismen nodig zijn om een stabiel en weerbaar systeem te ontwikkelen.
Tekst en foto’s: Pieternel van Velden.
