AM-DBCs: Diagnose-Behandel-Combinaties voor perceel-specifieke beheersing van virulente aardappelmoeheid (AM)

AM-DBCs: Diagnose-Behandel-Combinaties voor perceel-specifieke beheersing van virulente aardappelmoeheid (AM)

Organisatie-onderdeel

TKI TU

Projectcode

LWV19227

MMIP

Landbouw, Water, Voedsel>A. Kringlooplandbouw>A2. Gezonde, robuuste bodem en teeltsystemen gebaseerd op agro-ecologie en zonder schadelijke emissies naar grond- en oppervlaktewater

Startdatum

01/01/20

Einddatum

31/12/24

Samenvatting

Uit jaarlijkse monitoringprogramma’s onder aardappeltelers in Nederland komen de laatste tijd steeds vaker verontrustende signalen over slechte prestaties van rassen met resistenties tegen aardappelmoeheid (AM). In tegenstelling tot eerdere vermoedens gaat het hierbij niet alleen om virulente varianten van het aardappelcystenaaltje Globodera pallida, maar ook om een mogelijke doorbraak van de zustersoort Globodera rostochiensis. Opvallend hierbij is dat er perceel-specifieke verschillen in effectiviteit van AM resistente rassen worden gerapporteerd. De achtergrond van deze verschillen is niet bekend, maar de teelthistorie op het perceel en de genetische samenstelling van lokale veldpopulaties van aardappelcystenaaltjes spelen hierbij mogelijk een belangrijke rol.
Om tot effectieve diagnose-behandel combinaties voor AM te kunnen komen zal dit project een aantal essentiële onderzoeksvragen beantwoorden. Ten eerste, is de opkomst van virulentie het gevolg van selectie van virulente varianten die al langere tijd op het Europese continent aanwezig zijn? Ten tweede, heeft het afwisselen van AM resistente rassen in het verleden gezorgd voor verschillen in virulentieniveaus van besmette percelen? Ten derde, welke biologische factoren bepalen de snelheid waarmee virulentie op een perceel toeneemt? Tot slot, hoe kan door selectieve inzet van AM resistente rassen deze toename in de toekomst worden afgeremd of zelfs gestopt? Tot voor kort was het door de complexe genetische structuur van veldpopulaties van aardappelcystenaaltjes niet mogelijk om een eenduidig antwoord op deze vragen te geven. Maar met gebruik van geavanceerde NGS-technieken en nieuwe zoekalgoritmes zal dit project inzicht geven in de invloed van AM resistente rassen op selectie van virulentie in veldpopulaties van aardappelcystenaaltjes.

Doel van het project

Het doel van dit projectvoorstel is het ontwikkelen van een nieuwe diagnosemethodiek voor de selectieve toepassing van AM resistente aardappelrassen ten behoeve van de beheersing van virulente veldpopulaties van aardappelcystenaaltjes.

Relatie met missie (Motivatie)

Rassen met resistenties tegen ziekten en plagen vormen een cruciaal onderdeel van een circulaire en emissiearme akkerbouw. AM heeft zich in de vorige eeuw in Nederland gevestigd en het is een illusie om te denken dat het nog kan worden uitgeroeid. Als bodemgebonden ziekte zal AM daarom een belangrijke factor zijn bij de ontwikkeling van kringlooplandbouw (op basis van robuuste, gezonde bodems). De beheersing en inperking van AM is op dit moment afhankelijk van de toepassing van resistente aardappelrassen. De doorbraak van virulentie AM is in die zin een groot obstakel op weg naar een meer circulaire landbouw. Resistente aardappelrassen zijn niettemin jarenlang een adequaat middel geweest in de beheersing van AM, en er is geen reden om te denken dat dit in de toekomst ook niet mogelijk zou zijn. Een belangrijke voorwaarde is wel dat de opkomst van virulente AM wordt vertraagd door prudent gebruik van het beschikbare assortiment van AM resistente rassen, om zo meer tijd te creëren voor de ontwikkeling van nieuwe rassen.

Door de minimale natuurlijke verspreiding van AM openbaart de opkomst van virulentie zich als een lokaal probleem dat zich niettemin op verschillende plekken tegelijk lijkt voor te doen. Waarschijnlijk bepalen de specifieke omstandigheden op een perceel de doorbraak van virulente AM. Verder blijkt uit het monitoringsonderzoek dat moeilijk is te voorspellen of een resistent ras goed zal presteren op een perceel. Om telers preciezer (op perceel niveau) te kunnen adviseren over rassenkeuze zal dit project zich richten op de ontwikkeling van een nieuwe methodiek voor teeltadviezen op basis van de verwachte interactie tussen een AM resistent ras en een lokale veldpopulatie van aardappelcystenaaltjes.

De complexe genetische structuur van AM is de reden dat zo weinig bekend is over het ontstaan en de toename van virulentie bij aardappelcystenaaltjes. Nieuwe DNA sequencing technologie (NGS) biedt voor het eerst de mogelijkheid om op populatieniveau inzicht te krijgen in de genetische structuur van AM, maar creëert tegelijkertijd een enorme uitdaging. Deze vorm van ‘big data’ zal middels nieuwe ‘machine learning’ methoden worden onderzocht op patronen die statistisch significant zijn geassocieerd met het niveau van virulentie in G. rostochiensis. Deze wetenschappelijke en technologische uitdaging past bij de gewenste ontwikkeling van de sleuteltechnologie ICT, Artificial Intelligence & Big Data.

Geplande acties

Uit het onderzoek zal duidelijk worden of de opkomst van virulente veldpopulaties het gevolg is van langdurige genetische selectie in ‘oude’ variatie die al langere tijd aanwezig is of dat er sprake is van een nieuwe genetische aanpassing. Dit zal richting geven aan de veredeling van nieuwe AM resistente rassen door de kwekers, maar is ook bij de implementatie van EU-regelgeving voor beleidsmakers belangrijke kennis (2021 en 2022).

Dit project zal duidelijk maken of virulentie niveaus verschillende stadia van selectie van één dominant haplotype weerspiegelen of dat er sprake is van meerdere varianten. Ook dit is belangrijke kennis voor de veredelingsprogramma’s van de kweekbedrijven en voor beleidsmakers (2023).

In dit project zal blijken of rassenkeuze in het verleden een significante rol heeft gespeeld bij het huidige niveau van virulentie op een perceel. Als dit waar is, dan kan een rassenkeuzetoets mogelijk worden ingezet bij het vertragen van de opkomst van virulente veldpopulaties. Virulentie management bij AM door middel van rassenkeuze is een nieuw concept voor de sector als geheel, maar vooral ook voor individuele telers (2023).
Er lijkt in het geval van virulente veldpopulaties vooralsnog geen sprake te zijn van structureel goed en slecht presterende aardappelrassen. Dit project zal de omvang van de perceel-specifieke interactie component bepalen. Verder zal met populatie genetische modellen worden bepaald hoe voorspelbaar deze interactie component is. Tot slot zal in dit project duidelijk worden of de toepassing van rassenkeuzetoetsen in combinatie met een voorspellend model gebruikt kan worden voor het managen van virulentie bij AM op perceel niveau (nieuw diagnostische methode; 2024).