De bacterie die overmatige wortelgroei veroorzaakt, zet de plant voor zich aan het werk. Als dat eenmaal is gerealiseerd, kan de plant nooit meer beter worden. Voorkomen van besmetting is dus het devies. Langzamerhand passen de puzzelstukjes van een gecombineerde aanpak in elkaar.
Veel ziekteverwekkende bacteriën vallen de plant aan; die wordt daardoor ziek en gaat op den duur dood. Voorbeelden zijn Erwinia, Xanthomonas en Acidovorax. “De bacterie die overmatige wortelgroei veroorzaakt, Rhizobium rhizogenes, heeft echter een totaal andere aanpak. Hij wil de plant juist vitaal houden en voor zich aan het werk zetten. Bezien vanuit de plant is deze bacterie helemaal niet zo erg; er vindt alleen een verschuiving naar meer vegetatieve groei plaats. Maar voor de teler is het nadeel dat dit productie kost”, vertelt microbieel ecologe Marta Stremińska van Wageningen University & Research, businessunit Glastuinbouw. Samen met collega Ineke Stijger doet ze onderzoek naar een beheersingsstrategie, in samenwerking met LTO Glaskracht Nederland en Rijk Zwaan.
“De oplossing zal bestaan uit een combinatie van maatregelen: schoon beginnen, een robuust systeem van substraatbiologie, verstoring van de communicatie tussen de plantpathogene bacteriën en eventuele inzet van antagonisten”, schetst Stremińska. Op al deze terreinen zetten onderzoekers de laatste tijd duidelijke stappen, zowel in Nederland als in België. “We zijn optimistisch; we maken absoluut vorderingen. Het probleem zal waarschijnlijk niet nul worden, maar door de combinatie van maatregelen kunnen we het wel beheersbaar krijgen”, vult Stijger aan.
Verhoogd hormonenniveau
Het onderzoek in Bleiswijk richt zich met name op de verstoring van de communicatie tussen de bacteriën. Daarvoor is enige uitleg nodig van het specifieke gedrag. Rhizobium, die tussen de wortels leeft, draagt een klein stukje DNA over aan wortelcellen. De plantencellen nemen dat op in hun eigen DNA en maken vervolgens geen verschil meer tussen eigen en vreemd DNA. Bij celdeling wordt het gewoon meegekopieerd. “Dat betekent: als de overdracht van DNA eenmaal heeft plaatsgevonden, kan de plant niet genezen. Hij wordt nooit meer beter. De symptomen doen zich vaak pas weken of maanden na de overdracht voor”, zegt de microbiologe.
Het bacterie-DNA zet de wortelcellen aan tot twee dingen: overmatige groei en uitscheiding van voedingsstoffen voor de bacteriën. “De wortelgroei is een gevolg van een verhoogd hormonenniveau, met name van auxine. Heel bijzonder is verder dat de plant het specifieke menu voor de bacteriën gaat maken. Dat bestaat uit opines, een bron van stikstof en energie, die vrijwel niet door andere bacteriën wordt geconsumeerd”, zegt ze.
Communiceren via signaalstoffen
De bacteriën gaan echter pas tot de aanval over als ze met grote aantallen rond de wortel aanwezig zijn; ze bouwen eerst een ‘leger’ op. Om te weten of het leger al groot genoeg is, communiceren ze met elkaar via signaalstoffen. “Als we die communicatie kunnen verstoren, komt er geen aanval”, vertelt Stremińska. “Voor die verstoring roepen we de hulp in van andere bacteriesoorten die de signaalstoffen af kunnen breken. We hebben zulke soorten geïsoleerd en getest, eerst in labproeven, vervolgens doen we proeven met jonge tomatenplantjes in de kas.”
Stijger: “Je ziet bij diverse soorten duidelijk een veel minder uitbundige wortelgroei. Het wordt niet helemaal nul, maar we bereiken wel een reductie. Dat geeft duidelijk perspectieven. Nu gaan we uitproberen of het ook bij grotere planten lukt.” Daarmee is er voortgang bij een essentieel element van de gecombineerde aanpak, die nodig is om in te spelen op het specifieke karakter van deze ziekteverwekker.
Biofilm oplossen
Ondertussen worden ook in België vorderingen gemaakt. Daar worden twee sporen gevolgd: verkenning van de grenzen van ontsmetting en de inzet van antagonisten (bacteriën die Rhizobium doden). “Schoon beginnen is een absolute noodzaak. Als je ontsmet met waterstofperoxide, vertraag je het tijdstip van de DNA-overdracht. Maar alleen ontsmetten is zeker niet voldoende. Uit het Belgische onderzoek blijkt dat sommige agressieve stammen heel goed tegen waterstofperoxide kunnen. Bij een oplopende concentratie selecteer je juist die stammen uit. Bacteriën hebben elke paar uur een nieuwe generatie; dus die selectie gaat heel snel”, zegt Stremińska.
“Bovendien kun je problemen krijgen bij een steeds hoger waterstofperoxidegebruik. Het gewas kan er niet meer tegen”, vult haar collega aan. Desondanks is het belangrijk het systeem schoon te houden en zeker om de biofilm, waar de bacterie zich in verbergt, op te lossen.
Rijk bodemleven
Een andere interessante vordering in België is dat de onderzoekers micro-organismen (antagonisten) hebben gevonden die Rhizobium doden. Het gaat om Paenibacillus-soorten. In praktijkproeven bleek inzet van deze bacteriën tot minder overmatige wortelgroei te leiden.
Weerbaar, robuust substraat kan ook leiden tot vermindering van overmatige wortelgroei. Stremińska: “Hoe meer diversiteit in de steenwolmat, hoe groter de kans dat de goede bacteriën (zowel de verstoorders als de killers) van nature aanwezig zijn. We weten dat in oude matten Rhizobium minder kans heeft. Dat komt door de veel grotere concurrentie van andere organismen, die in ruime mate aanwezig zijn. In nieuwe steenwol is nog niet zo’n rijk bodemleven en daar krijgt de bacterie dus ruim baan”, vertelt ze.
En dat geldt niet alleen voor steenwol: “Er wordt wel eens beweerd dat overmatige wortelgroei in organisch substraat niet voorkomt. Dat klopt niet: het komt wel degelijk voor, maar in mindere mate.”
Slechte uitgangssituatie
Alle elementen van de gecombineerde aanpak zijn belangrijk, benadrukt Stijger. “Bij een onzorgvuldige schoonmaak start je met een hoge ziektedruk. Dat is een slechte uitgangssituatie die je met verstoorders en antagonisten niet meer goed krijgt. Hoe schoner je start, hoe minder de noodzaak om steeds ontsmettingsmiddelen mee te druppelen en hoe beter een evenwichtig bodemleven kan worden opgebouwd.”
Samenvatting
Communicatie tussen de bacteriën die overmatige wortelgroei veroorzaken (Rhizobium rhizogenes), is cruciaal voor de ernst van de aantasting. In het lab en bij kleine plantjes lukt het onderzoekers in Bleiswijk om die communicatie te verstoren. In België zijn bacteriën gevonden die Rhizobium doden. Een gecombineerde aanpak van goede ontsmetting, inzet van verstoorders en killers plus een weerbare substraatbiologie is de weg om het probleem van overmatige wortelgroei beheersbaar te krijgen.
Tekst: Tijs Kierkels. Foto’s: Wilma Slegers en Wageningen University & Research.
