Bacteriën in water, bodem en substraat

Transcriptie

1 Bacteriële ziekten in diverse gewassen onder glas Marta Streminska, Ineke Stijger PlantgezondheidEvent 23 maart 2017 Bacteriën in water, bodem en substraat Aantal bacteriën: per 1 ml oppervlaktewater: cellen per 1 g grond: cellen per 1 ml steenwol: cellen <1% kweekbaar met standaard lab technieken (op petrischaal) Geen teeltsysteem is steriel!!! Meerderheid van bacteriën in teeltmedium is nuttig/ongevaarlijk voor planten 2 1

2 Bacteriële ziekten in gewassen onder glas Bacteriële ziekten vormen steeds een groot probleem in de teelt van groentegewassen en sierteelt Voorbeelden: Rhizobium (Agrobacterium) rhizogenes in tomaat, komkommer en aubergine Erwinia carotovora in paprika Pseudomonas cichorii in sla en chrysant Dickeya dadantii in chrysant Acidovorax cattleyae in phalaenopsis Clavibacter michiganensis in tomaat Ralstonia solanacearum in roos Wat is nodig om bacteriële plantenziekten tegen te gaan? Betere en snellere diagnostiek (wie is de boosdoener?) Preventie (hygiëne) Opties voor (biologische) bestrijding en beheersing 4 2

3 Snelle diagnostiek Isolatie van bacterie op specifiek medium Nu steeds vaker ook met DNA technieken: - met PCR techniek (in het laboratorium) -met LAMP techniek (kan op bedrijf) Wel gericht zoeken naar bepaalde soort Wat als het niet duidelijk is wie de boosdoener is? Of pathogene bacterie moeilijk kweekbaar is? 5 Next Generation Sequencing in diagnostiek Nieuwe techniek waarmee niet getest wordt op bepaald pathogeen, maar gehele microleven in het monster wordt geanalyseerd. op dit moment nog duur nog niet direct praktijk toepasbaar geeft wel meer inzicht in diversiteit bacteriële phyla voorbereiding monster DNA isolatie 6 3

4 Bacteriële diversiteit: waterteelt sla 2014 Percentage van totalepopulatie bacterien Sphingomonas suberifaciens - Bedrijf A 0% - Bedrijf B 0-5% - Bedrijf C 0-1% - Bedrijf D 25% - Bedrijf E 8% - Bedrijf F 47% 0 Monsters op 3 locaties in bassin geven vergelijkbaar resultaat Sphingomonas suberifaciens aanwezig, 25% van populatie Kan corky roots veroorzaken in sla 7 Preventie werken met pathogeen vrij uitgangsmateriaal ontsmetten van systeem (tussen teelten) Beschikbare ontsmettingsmiddelen (o.a.): 1) chloorhoudende stoffen 2) waterstof peroxide 3) organische zuren (o.a. perazijnzuur) 4) koper 5) zilver Bacteriën leven vaak in biofilms (op wortels, in leidingen) Bacteriën in biofilms kunnen minder gevoelig zijn voor ontsmettingsmiddelen en biociden 8 4

5 Kanttekeningen bij gebruik biociden Steeds vaker ontwikkelen bacteriën resistentie tegen bepaalde middelen: 1) Enzymen peroxidase en catalase breken H 2 O 2 af 2) Eerste bacteriën resistent tegen zilver (Ag) geïsoleerd in ziekenhuizen 3) Bacteriën kunnen snel resistentie ontwikkelen tegen koper (Cu) in natte omstandigheden Biociden zijn niet selectief (niet alleen tegen slechte bacteriën) Gebruik met mate= minder risico op resistentie ontwikkeling 9 Overmatige wortelgroei in glasgroente Pathogeen: Rhizobium(Agrobacterium) rhizogenes T-DNA ingebouwd in plant DNA Plant blijft dus ziek Geen curatieve middelen Voorkomen van infectie is heel erg belangrijk!!! 5

6 (Biologische) bestrijding en beheersing Experiment: overmatige wortelgroei in tomaat Inoculatie met R. rhizogenes via natuurlijke verspreiding vanuit wortels van zieke planten Proefplanten 2 weken na zaaien in contact gebracht met zieke planten Beoordeling na 6 weken teelt Hergebruikte matten (Biologische) bestrijding en beheersing Bestrijding van bacteriële plantpathogenen: 1) door bacteriën die direct antagonistisch zijn tegen pathogeen 2) door verstoren van communicatie tussen afzonderlijke bacteriële cellen 12 6

7 Communicatie tussen bacteriën (quorum sensing) Communicatie tussen de individuele bacteriële cellen Fenolen Bacteriële cel AHL s; signaalstoffen Communicatie in R. rhizogenes Pas als er genoeg bacteriële cellen aanwezig zijn in de omgeving begint Rhizobium rhizogenes zich voor te bereiden op een aanval op de plant (wordt virulent). Het kost de bacteriën veel energie om een plant te infecteren, dus hoe meer bacteriën hoe groter de kans dat het gaat lukken (groepsinspanning). Communicatie tussen bacteriën kan worden verstoord (zogenaamd quorum quenching). 7

8 Hoe kunnen wij de communicatie tussen de plantpathogene bacteriën verstoren? Directe inhibitie van AHL productie inhibitie van productie van AHL bouwstoffen Signaalopwekking Signaalontvangst Signaal degeneratie door bijvoorbeeld enzymen of bacteriën Whitehead et al., 2001 PPS Nieuwe aanpak voor bestrijden van bacteriële plantenziekten veroorzakers in diverse gewassen Case study: overmatige wortelgroei Plan van aanpak: verstoren van communicatie tussen plantpathogene bacteriën door afbraak van signaal stoffen (AHL s) en/of virulentie inhibitie Onderzoek 2016: Isolatie bacteriën uit plantmateriaal (tomaat) en steenwol (95+30 isolaten) DNA analyse aanwezigheid lactonases en acylases + identificatie isolaten Toetsen op afbraak van: a) AHL s van rhizogene bacteriën b) 3-oxo-C8-HSL 6 isolaten uit steenwol die AHL s afbreken Eerste toetsen in plantagestart 16 8

9 Bedankt voor uw aandacht Vragen? 17 9