Bioimpuls 3

Bioimpuls 3

Organisatie-onderdeel

WR-cap TU

Projectcode

LWV19293.02

MMIP

Landbouw, Water, Voedsel>Sleuteltechnologieën LWV>Biotechnologie en Veredeling

Startdatum

01/01/20

Einddatum

31/12/24

Samenvatting

Doel
De biologische aardappelteelt in Nederland wordt belemmerd door een nog steeds beperkte keuze aan Phytophthora resistente rassen die aansluiten bij consumentenvoorkeuren. Ook in de gangbare aardappelteelt belemmert een beperkte keus aan Phytophthora resistente rassen significante verduurzaming in de vorm van een gereduceerd fungiciden gebruik.
Het huidige project is een voortzetting van eerdere projectfasen Bioimpuls-I (2009-2014) en Bioimpuls-II (2015-2019) waarin een set van resistentiegenen uit wilde verwanten van aardappel wordt opgewerkt en met een participatieve aanpak door kennisinstellingen, kweekbedrijven en boerenkwekers ingebracht in een agronomisch hoogwaardige genetische achtergrond aangepast aan Nederlandse omstandigheden. Selectiemateriaal uit Bioimpuls wordt door kweekbedrijven en boerenkwekers onder deels biologische omstandigheden geselecteerd tot veelbelovende kandidaatrassen.
In de huidige projectfase Bioimpuls-III (2020-2024) worden nieuwe resistentiegenen verder opgewerkt tot een voor kweekbedrijven en boerenkwekers hanteerbaar landbouwkundig niveau, complexe stapelingen van resistentiegenen gerealiseerd, de focus uitgebreid van tafelaardappelrassen naar ook friet- en chipsrassen, resistentie tegen Y-virus ingebouwd en een bijdrage geleverd aan de monitoring van de in Nederland voorkomende populatie van Phytophthora.

Bijdrage aan de missie
Met Bioimpuls-III zijn de kweekbedrijven en boerenkwekers beter in staat om nieuwe rassen te ontwikkelen die beschikbaar komen op het boerenerf. Nieuwe rassen waarmee lokaal duurzamer geteeld voedsel beschikbaar komt met significant minder emissies naar bodem, lucht en grond- en oppervlaktewater. Nieuwe rassen waarvan bovendien hoogwaardig pootgoed in Nederland kan worden geteeld bestemd voor teelt van consumptieaardappelen in Nederland, maar ook voor export van pootgoed naar meer dan 80 landen waar Nederland een bijdrage kan leveren aan de voorziening van hoogwaardig uitgangsmateriaal en lokale productie van gezonde voeding.

Op te leveren resultaten in termen van kennis voor doelgroep x en de partners in het project
In het huidige projectfase Bioimpuls-III worden/wordt:
• Registratie en toelating verwacht voor de eerste commerciële rassen voortkomend uit Bioimpuls kruisingen;
• de resterende 5 resistentiegenen via pre-breeding opgewerkt tot een voor de deelnemende kweekbedrijven en boerenkwekers hanteerbaar landbouwkundig niveau (i.e. worden ontdaan van resterende ‘wilde’ eigenschappen);
• complexe stapelingen van resistentiegenen gerealiseerd ter verduurzaming van het ‘resistentieblok’ in commerciële rassen;
• de focus van Bioimpuls-I en –II op tafelaardappelen nu in het kruisingsprogramma van Bioimpuls-III nadrukkelijk verlegd naar rassen geschikt voor verwerking tot friet en chips;
• een deel van het kruisingsprogramma ingericht voor virusresistentie tegen het in Nederland veelvoorkomende aardappel Y-virus om daarmee ook de volledig biologische teelt van pootgoed mogelijk te maken;
• tegelijk de in Nederland voorkomende Phytophthora en de ontwikkeling van het virulentiespectrum gemonitord ten behoeve van het resistentiemanagement van in de praktijk ingezette resistentiegenen.

Doel van het project

In de teelt van aardappel is aantasting door Phytophthora infestans L. nog steeds een grote en als gevolg van de klimaatverandering toenemende bedreiging. In de gangbare teeltpraktijk wordt met forse inzet van chemie de ziekte onder controle gehouden, in de biologische teeltpraktijk is dat niet mogelijk. In beide gevallen is plantresistentie de aangewezen duurzame oplossing. Daarmee wordt de biologische teelt van aardappelen gefaciliteerd en de niet-biologische verduurzaamd door stevige reductie in gebruik van fungiciden.
In Bioimpuls-I en –II, projecten binnen het programma Groene Veredeling (2010-2019), wordt sinds 2009 door WUR, LBI, en een groot deel van de Nederlandse aardappelveredelingsbedrijven (kweekbedrijven) en zogenaamde ‘boerenkwekers’ uiterst effectief en kostenefficiënt gewerkt aan het voor de praktijk van rassenveredeling en teelt beschikbaar maken van resistentiegenen afkomstig uit wilde verwanten van aardappel.
Van de bij aanvang in 2009 beschikbare resistentiegenen is inmiddels de helft onderweg in commerciële veredelingstrajecten die binnenkort beschikbaar komen voor de teeltpraktijk in nieuwe zogenaamde “robuuste rassen”. Wil een resistentie ook op lange termijn duurzaam en effectief blijven is stapeling van meerdere, verschillend werkende resistentiegenen noodzakelijk om de kans op doorbraak en daarmee verlies van effectiviteit van betrokken resistentiegenen te verkleinen. Daarvoor is het van groot belang dat voor de aardappelveredelaars voldoende resistentiegenen beschikbaar zijn, die gecombineerd kunnen worden ingezet in de ontwikkeling van nieuwe rassen. Het aantal beschikbare resistentiegenen is met de resultaten van Bioimpuls-I en –II weliswaar toegenomen, maar nog steeds onvoldoende om ook op lange termijn de aardappelteelt houdbaar en duurzaam te maken. De andere helft van de sinds 2010 bewerkte en wereldwijd unieke resistentiegenen is nog niet voldoende opgewerkt tot een voor alle betrokken kweekbedrijven en boerenkwekers hanteerbaar landbouwkundig niveau om daar nu al in hun commerciële kweekpijplijnen mee aan de slag te gaan.

Daarnaast ontbreken specifiek voor deze innovatieve resistentiegenen moleculaire merkers, zodat inkruisen en gericht stapelen met andere resistentiegenen vrijwel onmogelijk is. Het ontwikkelen van publieke, kostenefficiënte merkers bespoedigd het opwerken van resistentiegenen en faciliteert het stapelen van resistentiegenen tot duurzaam effectieve resistentieblokken. Deze merkerontwikkeling wordt uitgevoerd in een separaat projectvoorstel, waarin gebruik wordt gemaakt van plantmateriaal en fenotyperingsdata verkregen in Bioimpuls.

Om te borgen dat de ingezette resistentiegenen effectief zijn en blijven wordt tenslotte in Bioimpuls-III een bijdrage geleverd aan de Monitoring van in Nederland voorkomende fysio’s van Phytophthora infestans. Gerichte monitoring van Phytophthora draagt bij aan het tegen gaan van vestiging van nieuwe, specifieke resistentiegen-doorbrekende fysio’s, waarmee de zo moeizaam opgewerkte en in rassen ingebouwde resistentiegenen niet langer effectief zouden worden.

Relatie met missie (Motivatie)

Bioimpuls-III is passend binnen de MMIP ST2 Biotechnologie en veredeling omdat middels plantenveredeling in een unieke participatieve en langjarige samenwerking tussen kennisinstellingen, bedrijven en particuliere kwekers wordt bijgedragen aan:
• facilitering en versterking van robuuste teeltsystemen en productie van veilig en gezond voedsel;
• beperking van emissies naar lucht, bodem en water door stevige reductie van fungiciden in de teelt van aardappelen middels plantenveredeling;
Bioimpuls-III is nodig binnen de MMIP ST2 Biotechnologie en veredeling omdat in een pre-competitieve opzet door samenwerking en inbreng van alle betrokken partijen aanvullende resistentiegenen beschikbaar worden gemaakt voor gebruik in commerciële veredelingsprogramma’s, complexe stapelingen worden gerealiseerd ter verduurzaming van de gebruikte resistentieblokken en de moleculaire merkers benodigd daarvoor mede worden ontwikkeld. Dat zijn activiteiten die voor de betrokken bedrijven economisch en/of technisch niet haalbaar zijn, en al helemaal niet voor een nog steeds kleine markt van biologische aardappelteelt in Nederland.

Geplande acties

Rassen
Output in de vorm van registratie en toelating van commerciële rassen kan technisch op zijn vroegst worden verwacht vanaf 2021, immers tussen kruising en registratie zit in de wereldwijde aardappelveredelingspraktijk doorgaans 12-15 jaar. Voor de periode 2020-2024 is aanmelding voor registratie van minimaal 4 rassen een realistische verwachting.
Pre-breeding
De resterende 5 nieuwe resistentiegenen (of –bronnen) worden via pre-breeding verder opgewerkt tot een voor de deelnemende kweekbedrijven en boerenkwekers hanteerbaar niveau (i.e. worden ontdaan van resterende ‘wilde’ eigenschappen). In de periode 2020-2024 zijn naar verwachting van 2 resistentiebronnen al marktgerichte kruisingen gemaakt en selectiemateriaal opgenomen in de commerciële pijplijnen van de partners. De overige 3 bronnen zitten naar verwachting ultimo 2024 in de laatste cyclus van pre-breeding.
Stapelingen
Ter verduurzaming van het gebruikte resistentieblok in rassen worden kruisingen zodanig
ontworpen dat genen uit verschillende bronnen worden samengebracht. Voor de fase 2020-2024 zal minstens 66% van de zogenaamde marktgerichte kruisingen (dus niet pre-breeding) 2 of meer hoofdgenen voor Phytophthora resistentie bij elkaar brengen.
Verbreding focus marktsegmenten
Na een nadrukkelijke focus binnen Bioimpuls-I en –II op tafelaardappelen wordt de focus in het kruisingsprogramma van Bioimpuls-III nadrukkelijk verlegd naar rassen geschikt voor verwerking tot friet en chips. Naar verwachting zal het aandeel friet- en chips in de markgerichte kruisingen, afhankelijk van geschikte geniteurs beschikbaar, oplopen tot minimaal 50% in 2024, naast maximaal 50% versmarkt.
Aandacht voor PVY resistentie
Om op termijn de volledig biologische teelt van pootgoed mogelijk te maken zal in een deel van het kruisingsprogramma specifiek aandacht voor het inkruisen van resistentie tegen PVY worden gegeven. Om de aandacht voor hoofdonderwerp Phytophthora niet teveel te doen verzwakken wordt dit deel voor PVY ingestoken op 15-30% van de kruisingen per jaar.
Bijdrage aan resistentiemanagement en monitoring
Voor de duurzame effectiviteit van de in Bioimpuls gebruikte resistentiegenen is het van belang kennis te hebben van in Nederland voorkomende Phytophthora ten behoeve van het resistentiemanagement van in de praktijk ingezette resistentiegenen. Daartoe wordt vanuit het budget Bioimpuls jaarlijks een vaste financiële bijdrage geleverd aan de WUR onderzoeksgroep die de in Nederland voorkomende Phytophthora en de ontwikkeling van het virulentiespectrum daarbinnen monitort.

Kennisuitwisseling en Project- en consortiumafstemming
Kennisuitwisseling tussen de projectmedewerkers van de 2 kennisinstellingen en 11 kweekbedrijven en de 12 boerenkwekers vindt jaarlijks plaats tijdens bezoeken van de projectmedewerkers aan individuele kwekers (minimaal 1x per jaar) en kweekbedrijven (minimaal 1x per 2 jaar), en tijdens jaarlijkse bezoeken van de medewerkers van kweekbedrijven en individuele kwekers aan het Phytophthora proefveld in Wageningen en aan de jaarlijkse projectvergadering in december in Wageningen gecombineerd met de zaailingenshow van het centraal geëvalueerde selectiemateriaal.
Disseminatie
Informatie over en binnen het project ontwikkelde kennis wordt extern verspreid en gedeeld via vakbladartikelen, interviews, lezingen en via de Bioimpuls website en sociale media. Daarmee worden Nederlandse telers en overige ketenpartners, burgers en overheden geïnformeerd over de voortgang en het perspectief van een “Phytophthora-vrije” teelt van aardappelen zonder of met sterk beperkte inzet van synthetisch-chemische gewasbescherming. De insteek is jaarlijks minimaal 1 publicatie, interview of lezing te verzorgen.
Resultaten en kennis opgedaan in Bioimpuls-III wordt voor de wetenschappelijke gemeenschap vastgelegd en gedeeld via wetenschappelijke publicaties, posters en voordrachten op gespecialiseerde wetenschappelijke congressen, zoals bijvoorbeeld de European Association for Potato Research (EAPR) en de American Potato Association (APA). Gedurende de periode 2020-2024 kunnen minimaal 3 wetenschappelijke artikelen of posters worden verwacht.
Maatschappelijke impact
Vanwege de participatieve opzet van Bioimpuls-III zijn de deelnemende kweekbedrijven en boerenkwekers de eerste gebruikers van de resultaten uit dit project, immers het zijn rassen die zij ontwikkelen en op de markt brengen. Daarnaast verduurzamen boeren hun aardappelteelt met deze resistente rassen, versterken pootgoedexporteurs hun concurrentiepositie met deze unieke rassen, vullen retailers en speciaalzaken hun duurzaamheidsprogramma’s in met aardappelen van deze resistente rassen en ook de consumenten gebruiken uiteindelijk resultaten van dit project door het consumeren van resistente aardappelen.

Naam projectleider

Peter Keijzer
Terug