Duurzame resistentie tegen de aardappelziekte? Geert Kessel

Transcriptie

1 Duurzame resistentie tegen de aardappelziekte? Geert Kessel

2 Inhoud Wat kost Phytophthora Een probleemschets Agressiviteit Virulentie-ontwikkeling Resistentie tegen Fungiciden Recente ontwikkelingen van de P. infestans populatie Een aangepaste strategie DuRPh

3 Kosten gerelateerd aan Phytophthora Kosten in Nederland: 150 M /jaar 20% farm gate turn over Kosten Phytophthora wereldwijd: 20 % farm gate turn over (330 miljoen ton aardappel) Conservatief: 6.6 miljard /jaar Bron: Haverkort et al 2008

4 Een probleemschets Phytophthora infestans: Veroorzaker van de aardappelziekte Oomyceet

5 Migratie P. infestans (A1) FAMINE Phytophthora infestans Late blight

6 Migratie P. infestans (A1+ A2)

7 P. infestans populatie ontwikkelingen Voor 1980: A1, klonale populatie (US1) ±1976: her - introductie P. infestans Nieuwe genen set A1 en A2 Sexuele cyclus Toename genetische variatie Snellere recombinatie van eigenschappen. Toename van agressiviteit (LP korter, R 0 groter) Oude populatie is verdrongen

8 Frequency in Population (%) Frequency in Population (%) P. infestans Virulentie en compatibiliteit Virulentie: vermogen om R-genen te omzeilen compatibiliteit Virulentiespectra worden jaarlijks gemonitored DMS 1 DMS 2 DMS 3 DMS 4 DMS 5 DMS 6 DMS 7 DMS 8 DMS 9 DMS 10 DMS 11 Virulence Factor 0 DMS 1 DMS 2 DMS 3 DMS 4 DMS 5 DMS 6 DMS 7 DMS 8 DMS 9 DMS 10 DMS 11 Virulence Factor

9 Hoe doorbreek ik een R-gen 4 x S R

10 P. infestans Agressiviteit Snelheid waarmee de levenscyclus doorlopen wordt Snelheid waarmee het gewas aangetast wordt Meer nakomelingen (sporen lesies) in minder tijd

11 Isolaten (%) P. infestans Fungiciden resistentie: Metalaxyl / mefenoxam: Phytophthora vroeg laat gevoelig intermediair resistent

12 P. infestans isolaten : > 800 isolaten 25% A1 & 75% A2 Genetische analyse (SSR s) Lelys tad Valther mond Vredepeel Grote groep (±50%) Blue 13 A2 1a Metalaxyl resistent

13 Blue 13 in Europa EU-scale distribution of blight genotypes 2004 & 2007 European samples indicate 13_A2 present in NL and DE in 2004 & French samples high frequency of A2 (Detourne et al., 2007) EUCABLIGHT data suggests this shift to A2 not universal: 2006 % A2 data (CZ 10, EE 12, HU <10, FI 40) Thanks to Bayer and Syngenta 2_A1 Data: David Cooke (SCRI)

14 Gevolgen voor Phytophthora beheersing Toegenomen agressiviteit: Cycli worden korter (beduidend korter dan 1 week!) Timing van bespuitingen steeds kritischer Marge voor terugpakken kleiner Eerste aantasting vroeger in het seizoen Knolinfectie makkelijker Meer genetische variatie A1 & A2 Oosporen rotatie Resistentie erodeert Potentieel voor fungicidenresistentie Grotere Waardplantreeks Raketblad, bitterzoet,.. Extremer weer Het wordt er niet makkelijker op...

15 Een nieuwe strategie Integrated pest management (IPM): Sanitatie (vruchtwisseling, verwijderen afvalhopen & opslag etc etc) Resistentie (GM / conventioneel) Fungicides als extra bescherming op/van resistentie Kritieke perioden BOS-en Verlaagde doseringen Monitoring P. infestans populatie op aanpassing Vervangen van doorbroken R-gen(en) cassettes P. infestans bufferende teeltsystemen/ regio s Mengen van resistentie binnen velden en/of tussen velden: Minimaliseren P. infestans populatie na doorbraak» Lagere ziektedruk voor regio» Lagere kans op aanpassing door P. infestans

16 DuRPh Duurzame Resistentie tegen Phytophthora infestans d.m.v. genetische modificatie Cisgene, merkervrije modificatie R-genen uit kruisbare soorten Zonder gebruikmaking antibiotica resistentie Kan ook via klassieke veredeling (kruisen en terugkruisen) maar duurt veel langer Stapeling van R-genen in R-gen cassettes Monitoring & Resistentiemanagement Proof of principle S. berthaulthii S. pinnatisectum

17 R-Genen geven Phytophthora resistentie Aveka Blb2 Aveka

18 Overzicht DuRPh Doel: Duurzame resistentie tegen P. infestans Aanpak (projecten / werkpaketten) - 1. Kloneren R-genen - 2. Transformatie (bestaande rassen) - 3. Selectie - 4. Resistentiemanagement - 5. Communicatie

19 Waarom een GM route Snelheid Mogelijkheid tot stapelen van R-genen Bijdrage aan maatschappelijk debat AB (6X) AB (3X + 4X) ABP (4X) ~2005 ETC. ABPT (4X + 6X) S. PHUREJA (2X) cv Bionica cv Toluca S. TUBEROSUM S. TUBEROSUM S.ACAULE (4X) S. BULBOCASTANUM (2X) 1959 )

20 DuRPh: Resistentiemanagement Bespuitingen als extra bescherming van/bovenop resistentie Kritieke perioden (BOS-en) Verlaagde doseringen protectants Aangepast spuitinterval P. infestans bufferende teeltsystemen Dynamische rassen. Lijnen met verschillende resistentie (cassettes) binnen een ras Mengen van resistentie binnen velden en regio s Doel: P. infestans populatie klein houden Verlaagd ziektedruk in de regio Verminderd de kans op aanpassing van P. infestans P. infestans monitoring Tijdig vervangen van doorbroken R-genen in de cassettes

21 Een aangepaste spuitstrategie Op basis infectiecyclus Spuittiming gebaseerd op kritieke perioden Gewas is: Onbeschermd als het kan Beschermd als het nodig is Maximaal beschermd onder de zwaarste omstandigheden

22 Een aangepaste spuitstrategie Uitputtender gebruik van Historisch en Voorspeld weer: Identificatie van infectieperioden / kritieke perioden Infectie mogelijk?» Sporenvorming» Sporen transport door atmosfeer» overleving van sporen tijdens transport» Infectieproces voltooid? Fungicide afbraak Gewasgroei +

23 Een aangepaste spuitstrategie Preventieve strategie protectants mits... Timing: Kritieke perioden ( 20% reductie # bespuitingen) Influx verwachting levende(!) sporen (30% reductie # bespuitingen) Dosering: Verlaagde doseringen op resistente rassen (75% reductie) Doseringsverlaging om slechts kritieke periode af te dekken (tot 50% reductie op vatbare rassen)

24 P. infestans bufferende teeltsystemen Doorbraak scenario: Standaard landschap: 1 ha velden ¼ aardappel ¼ vatbare velden ¾ resistente velden Gemengde velden: 1 ha velden ¼ aardappel ¼ vatbaar & ¾ resistent gemengd BINNEN velden

25 Monitoring of P. infestans population Doel: Uitgangspunt: welke virulenties zijn al aanwezig Voorspellen & monitoren reactie P. infestans op introductie nieuwe R-genen Methode: Vangvelden met nieuwe R-genen 100 genotypes per lokatie Verzamelen en karakteriseren P. infestans isolate (200/locatie / jaar) karakterisatie: Genetisch (SSR s) Haplotype & paringstype Virulentie spectrum

26 P. infestans monitoring Lelystad Valthermon d Vredepeel

27 Wilde Solanum spp. in vangveldjes BLB 2002 GIG 714-1(3)

28 Virulence monitoring: Blb1 + Blb2 (stacked) Desiree Desiree blb1+blb2 Premiere Premiere blb1+blb2 Rpi-blb2 breaking field isolate Rpi-blb1 breaking field isolate Rpi-blb1+2 breaking field isolate

29 DuRPh, Communicatie t

30 Conclusies Phytophthora past zich continue aan Resistentie zeer waardevolle toevoeging voor Phytophthorabeheersing Er komen momenteel veel resistentiegenen beschikbaar Duurzaamheid van resistentie komt niet vanzelf: Stapelen van R-genen Monitoren van aanpassing Bufferende teeltsystemen en dynamische rassen Klassieke en moleculaire (m.n. cis-gene) routes gevolgd om resistentie in het rassenpakket te verkrijgen Moleculaire (DuRPh) route biedt voordelen m.b.t.: Lengte van het traject Mogelijkheid R-gen cassettes te gebruiken Aanvullende beheersmaatregelen op regioniveau Resistentie biedt mogelijkheden de fungicideninput te verlagen

31 Acknowledgement Bert Evenhuis (PPO) David Cooke (SCRI) Alison Lees (SCRI) Pete Skelsey (WU) Wopke van der Werf (WU) Trudy van de Bosch Marieke Förch Petra van Bekkum Maarten Holdinga Henry van Raaij

32 Dank voor uw aandacht! Wageningen UR