Karakterisatie van stammen van de aardappelziekte in Wallonië (2012)

Transcriptie

1 Karakterisatie van stammen van de aardappelziekte in Wallonië (2012) V. César (CRA-W) Samenvatting Sinds 1999 onderzoekt het CRA in Libramont de kenmerken van de verschillende stammen van de aardappelziekte die voorkomen. Deze typering is belangrijk omdat dit toelaat de evolutie van de stammen te volgen wat betreft de resistentie tegen fungiciden, het virulentieprofiel en de agressiviteit. Er werden belangrijke veranderingen vastgesteld binnen de Waalse populaties: een stijging van het aantal stammen resistent tegen metalaxyl, wijziging in de verhouding van stammen type A1 en A2, de complexiteit en diversiteit van de virulentieprofielen en vervanging van oude populaties door nieuwe, agressievere populaties. Een goede kennis van de stammen die in het milieu voorkomen laat toe om de adviezen beter aan te passen in functie van de geobserveerde kenmerken. In 2012 werden 195 stalen van de aardappelziekte verzameld waarvan het grootste deel in Wallonië. Dit werk is mogelijk dankzij de steun van personen die in de praktijk op zoek gaan naar Phytophthora. Inleiding Sinds zijn introductie in Europa in het midden van de 19 de eeuw vormt de aardappelziekte, veroorzaakt door Phytophthora infestans, een belangrijke bedreiging voor de aardappelteelt. Al verschillende jaren moeten de landbouwers wekelijks spuiten om deze ziekte te bestrijden. Het is niet abnormaal dat er 15 tot 20 bespuitingen nodig zijn tijdens het groeiseizoen. De noodzaak om veel te behandelen komt enerzijds door de zeer grote agressiviteit van de schimmel onder gunstige omstandigheden maar ook door de grote gevoeligheid van het merendeel van de geteelde rassen. Om het aantal bespuitingen te verminderen kunnen landbouwers zich abonneren op een waarschuwingsdienst die als doel heeft om dus enerzijds het aantal bespuitingen te verminderen en anderzijds het tijdstip van bespuiten te optimaliseren. Deze waarschuwingssystemen zijn gebaseerd op weersgegevens afkomstig van een netwerk van weerstations en op een ontwikkelingsmodel van de ziekte. Deze laatste moet regelmatig op punt gesteld worden bijvoorbeeld ten gevolge van het verschijnen van agressievere stammen van Phytophthora infestans tijdens de laatste jaren. De biologische karakterisering van populaties van aardappelziekte Bemonstering van de stammen In 2012 waren de weersomstandigheden zeer gunstig voor de ontwikkeling van de aardappelziekte. De eerste haarden werden eind mei gevonden in Henegouwen op een afvalhoop. Vanaf midden juni volgden de staalnames elkaar vlug op door het vochtige en koele weer. In totaal werden 195 stalen verzameld (grotendeels in Wallonië); zie Figuur 1.

2 Figuur 1 Verdeling van de stalen per provincie Bepaling van het seksuele type De stammen van aardappelziekte worden gekenmerkt door hun seksuele type ( mating type ). Het seksuele type van een stam wordt bepaald op kweekmedium waarbij de te onderzoeken stam wordt geconfronteerd met 2 stammen met een gekend seksuele type A1 en A2. De stammen ontwikkelen zich op het medium en hun myceliums groeien door elkaar en fusioneren. Op het ontmoetingspunt van de 2 stammen worden microscopische waarnemingen gedaan om de reproductieorganen te bekijken. Als er aseksuele reproductieorganen aanwezig zijn (sporangiën), heeft de te onderzoeken stam hetzelfde seksuele type als de stam waarmee deze geconfronteerd werd (A1-A1 of A2-A2). Omgekeerd geldt dat als er seksuele reproductieorganen (oösporen) te zien zijn, dat de te onderzoeken stam het omgekeerde seksuele type is dan deze van de stam waarmee hij geconfronteerd werd (A1-A2 of A2-A1). In 2012, werd het seksuele type vastgesteld bij 176 stalen: 58 stalen of dus 1/3 waren van het type A1 en 118 stalen of dus 2/3 waren van het type A2. 75% van de stammen van het type A1 waren afkomstig van de provincies Henegouwen en Namen, terwijl de stammen van het type A2 gelijk verspreid voorkwamen over de vijf Waalse provincies. In het begin van de jaren 2000 was het aandeel van type A1 stammen het grootst (tot 95% van de onderzochte stalen in 2002). Vanaf 2003 werd een kentering vastgesteld. Het aantal stammen van het type A2 nam opvallend toe. In 2008 en 2009 waren stammen van het type A1 opnieuw in de meerderheid. Gedurende de voorbije drie jaar waren er evenveel stammen type A1 als A2, met uitzondering van 2012 toen het aantal stammen van het type A2 opnieuw het hoogst lag.

3 Grafiek 1 Frequentie van de stammen type A2 van 1999 tot 2012 Determinatie van het virulentieprofiel De virulentie van een stam kan gedefinieerd worden als de capaciteit om een resistentiegen te omzeilen. Binnen het geslacht Solanum sp. bestaan er heel wat resistentiegenen tegen de aardappelziekte. Deze genen, afkomstig uit wilde aardappelen (bv. Solanum demissum), worden gebruikt om nieuwe rassen te kweken en deze rassen tolerant te maken tegen de schimmel. Het gen R10 is aanwezig in de rassen Première en Santé en de genen R3 en R10 zitten in de variëteit Escort. Maar de stammen van de aardappelziekte passen zich snel aan waardoor de resistentiegenen doorbroken worden. In 2012 werd het virulentieprofiel bepaald van 87 stalen. De bladeren van 11 aardappelgenotypes die elk een resistentiegen bezitten (R1, R2,, R11) werden geïnoculeerd met een sporenoplossing van de te onderzoeken stam. Indien de schimmel zich ontwikkelt en sporen vormt op het genotype met een bepaald resistentiegen, heeft de stam dit gen dus omzeild. Uit de analyses van de virulentieprofielen van de stalen verzameld van 2009 tot 2012 blijkt dat de resistentiegenen die het meest doorbroken worden R1, R3, R4, R7, R10 en R11 zijn. De genen R2, R5 en R6 daarentegen werden in 15 tot 30% van de gevallen omzeild in 2011 en in 2012 was dit 60 tot 70%. Het resistentiegen R8 werd doorbroken in 40% van de gevallen en het resistentiegen R9 werd in minder dan 5% van de gevallen doorbroken. Het pathotype dat in 2012 het meest voorkwam onder de onderzochte stammen (22% van de gevallen) kon alle resistentiegenen omzeilen met uitzondering van R9 ( ). Het tweede belangrijkste pathotype doorbrak alle resistentiegenen met uitzondering van R8 en R9 ( ). Deze twee pathotypes samen vormen 1/3 van de onderzochte stalen. Het pathotype daarentegen vertegenwoordigde 40% van de onderzochte stalen in 2011 en slechts 10% in 2012.

4 Grafiek 2 Virulentieprofiel van stammen verzameld van 2009 tot 2012 Grafiek 3 Verhouding van de verschillende pathotypes in 2012 Resistentie voor metalaxyl De capaciteit van een stam van de aardappelziekte om weerstand te bieden tegen fungiciden met metalaxyl werd geëvalueerd op bladeren geplukt bij het ras Bintje. Deze bladeren werden behandeld met verschillende concentraties fungicide. De te testen stammen worden hierop geïnoculeerd. De capaciteit van de stam om zich op het blad te ontwikkelen in functie van de concentratie fungicide bepaald zijn resistentie. In 2012 werden 75 stalen onderzocht op resistentie voor metalaxyl. 46 stalen (of 61%) waren resistent en 29 (of 39%) waren gevoelig. Onder de resistente stammen waren 87,5% van het type A2 en onder de gevoelige stammen was 89% van het type A1. Het grote aandeel van stammen van type A2 in 2012 verklaart dus het groot aantal stammen resistent voor metalaxyl.

5 Grafiek 4 Gevoeligheid voor metalaxyl in functie van het seksuele type Conclusies De weersomstandigheden waren extreem gunstig voor de ontwikkeling van de aardappelziekte. De hierdoor grote aanwezigheid van infecties zorgden voor veel stalen vanuit alle belangrijke aardappelgebieden in Wallonië. Deze staalname laat toe om een compleet beeld te hebben van de diversiteit aan populaties van Phytophthora infestans in de praktijk. De tendens van een dalend aandeel stammen van het type A2 tijdens de laatste jaren, zowel in België als in de buurlanden, lijkt af te nemen. Het aandeel stammen van het type A1 lag twee keer lager dit jaar in vergelijking met stammen van het type A2. De virulentieprofielen evolueren eveneens. De zeer complexe pathotypes zijn in de meerderheid in 2012 (1/3 van de onderzochte stalen). Deze pathotypes kunnen alle resistentiegenen doorbreken met uitzondering van R8 en R9. De stammen van het type A2 vertonen de meest complexe pathotypes met een gemiddelde van 9 resistentiegenen die ze kunnen doorbreken tegenover 7 voor de stammen van het type A1. Een belangrijk deel van de stalen vertoont een ongevoeligheid voor fungiciden op basis van metalaxyl. Dit is nog meer het geval voor de stammen van het type A2 die in 90% van de gevallen niet meer kunnen bestreden worden met deze actieve stof. Deze analyses zullen nog aangevuld worden met metingen in verband met de agressiviteit. Eén van de componenten van agressiviteit is de incubatieperiode, dit is de periode tussen infectie en sporulatie. Deze parameter is van belang in het ziektemodel en moet dus regelmatig bijgewerkt worden om de waarschuwingsdiensten te verbeteren. Bovendien zal van bepaalde stammen de gevoeligheid voor andere actieve stoffen van fungiciden geëvalueerd worden. De snelle en plotse verandering van de populaties van de aardappelziekte in Europa benadrukt het belang van een constante monitoring van de populatiestructuur, de karakterisatie van de genotypes en het begrijpen van de oorzaken van deze veranderingen. In 2013 start een nieuw project rond monitoring van Phytophthora-stammen in Europa. Dit project mikt op 1000 à 1500 stalen van de aardappelziekte in de belangrijkste aardappelgebieden van Europa. Dit onderzoek laat de karakterisatie toe van de genotypische variaties en het begrijpen van de internationale, nationale en regionale structuren van Phytophthora infestans. Het CRA-W is partner van het project.