Routes van Xanthomonas campestris die resulteren in zaadinfecties in Brassica

Routes van Xanthomonas campestris die resulteren in zaadinfecties in Brassica

Aantal projecten

1

Organisatie onderdeel

WR-cap TU

Project code

1509-044

Primaire MMIP

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

Start datum

01/01/16

Eind datum

31/12/20

Samenvatting

Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc) is een met zaad overgaand pathogeen dat zwartnervigheid veroorzaakt in talrijke Brassica gewassen, waaronder kool. De ziekteverwekker komt wereldwijd voor en veroorzaakt veel economische schade. Besmet zaad vormt de belangrijkste oorzaak voor verspreiding van de ziekteverwekker over grote afstanden. Gezond uitgangsmateriaal is de basis voor gezonde, robuuste teeltsystemen en kennis over besmettingsroutes is essentieel voor een duurzame beheersing van ziektes.
Zaadbedrijven worden in de zaadproductie regelmatig geconfronteerd met onverwachte infecties van het zaad; het gewas is dan vrij van symptomen maar toch is het zaad besmet. Omgekeerd wordt van een sterk symptomatisch gewas, Xcc-vrij zaad gewonnen. Dit project werd geïnitieerd om verder inzicht te krijgen in de wijze waarop zaad besmet raakt. Eerst werd onderzoek gedaan naar het risico van het ontstaan van besmet stuifmeel. Besmette pollen kunnen in theorie tijdens de bestuiving resulteren in besmet zaad. De bloemstelen (pedunkels) werden geïnoculeerd waarna de verspreiding via helmdraad naar de helmknoppen werd bestudeerd. Er zijn aanwijzingen gevonden dat pollen inderdaad besmet kunnen raken. Van de helmknoppen raakte namelijk 2.9 tot 5% geïnfecteerd. Het bleek in het onderzoek onmogelijk om zuivere pollen te verzamelen zonder dat deze verontreinigd waren met andere plantendelen.
Voor microscopisch onderzoek naar systemische verspreiding in de plant werd een Xcc stam gegenereerd die GFP stabiel tot expressie brengt. Hiervoor werd een vector geconstrueerd met een dubbele cross-over op de plaats van het alpha-amylase gen, waardoor het GFP eiwit onder expressie stond van een krachtige (amylase) promoter. Er was in het verleden wel eerder een GFP-gemerkte stam gemaakt, gebaseerd op een plasmide gecodeerd GFP-eiwit, maar deze expressie was instabiel; de stam raakt snel het plasmide en dus het vermogen om GFP te produceren kwijt.
De translocatie van Xcc in bloemkoolplanten werd nader bestudeerd. Een tropische variant werd gebruikt dat zaad produceert zonder dat vernalisatie (koudeperiode) nodig is. Bladbespuitingen onder vochtige omstandigheden resulteerden in een translocatie van het blad naar de stelen van bloemtrossen, maar zonder dat de bloemsteeltjes besmet raakten. Als de stelen van bloemtrossen werden geïnoculeerd met hoge dichtheden vond er een verspreiding plaats via de bloemsteeltjes naar de hauw en het zaad. Bij inoculaties van de stelen van bloemtrossen met een GFP-gemerkte stam, kon migratie via bloemsteeltjes, gelegen vlakbij het inoculatiepunt, naar de hauwen (siliques) worden vastgesteld. Microscopische analyses met een fluorescentiemicroscoop en een confocale laser scanning microscoop lieten zien dat de bacterie via het vaatsysteem in het replum van de hauw en het septum migreerde. Omdat de planten een zeer lage zaadopbrengst lieten zien kon translocatie naar het zaad niet worden bestudeerd. In aanvullend onderzoek bleek dat er alleen een goede zaadproductie bereikt werd na handmatige bestuiving van het gebruikte bloemkoolras. Geconcludeerd werd dat het risico van zaadinfecties na bladbesmettingen relatief gering is. Besmettingen van bloeistengels geven wel een hoog risico op zaadbesmettingen met Xcc. Ook lijken er dan besmette pollen te kunnen ontstaan.

Doel van het project

Uit het onderzoek blijkt dat vooral tijdens de bloei van een zaadproductiegewas de risico’s op zaadbesmettingen hoog zijn. Management van de ziekte moet vooral dan plaatsvinden. Het project droeg een fundamenteel karakter, maar de kennis kan gebruikt worden om tijdens de bloei bloemen te beschermen door ‘containment’ (productie in kassen en polytunnels), of door gebruik te maken van antagonisten of middelen die zaadbesmettingen voorkomen.

Relatie met missie (Motivatie)

Gezond uitgangsmateriaal is de basis voor gezonde, robuuste teeltsystemen en kennis over besmettingsroutes is essentieel voor een duurzame beheersing van ziektes. Hiervoor moet fundamentele kennis over overleving, verspreiding van ziekteverwekkers en van kolonisatie van ziekteverwekkers in planten verzameld worden.

Geplande acties

Dit project is nu afgerond. Er zijn geen beoogde resultaten meer te verwachten, behalve publicaties over het afgeronde onderzoek.

Terug

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.