Karakterisatie van stammen van de aardappelziekte in Wallonië (2014) V. César (CRA-W) Samenvatting Het Waals onderzoekscentrum voor de landbouw onderzoekt sinds 1999 de populaties van de aardappelplaag. Deze karakterisatie is belangrijk aangezien dit toelaat om de aanwezige stammen te kennen en dus ook hun eigenschappen op vlak van virulente, agressiviteit en hun gedrag tegenover fungiciden. De stam 13_A2 (Blue-13) blijft de belangrijkste in Wallonië en werd gevonden in alle provincies. Deze stam is van het type A2, resistent tegen metalaxyl en bezit een complex virulentieprofiel met 9 van de 11 genen die het kan doorbreken. Deze stam is eveneens de belangrijkste in de volledige productieregio van West-Europa (Nederland, België en Frankrijk). Globaal gezien wordt het westen van Europa gedomineerd door enkele genotypes. In tegenstelling hiermee hebben de stammen aanwezig in Oost-Europa en Scandinavië een grotere genetische diversiteit. 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. Gedurende de voorbije 15 jaar werd een belangrijke evolutie van de populaties vastgesteld in West- Europa. Er verschijnen meer virulente stammen die zich kunnen aanpassen en ontwikkelen onder meer extreme temperaturen en in sommige gevallen een kleinere gevoeligheid vertonen voor bepaalde fungiciden. Sinds 2013 is er een genotypische karakterisatie mogelijk van de populaties aardappelziekte op Europees niveau. Parallel hiermee werden Belgische stammen onderzocht op hun fenotypische eigenschappen: sexueel type, virulentieprofiel en resistentie voor metalaxyl. De karakterisering van populaties van aardappelziekte in Wallonië Bemonstering van de stammen Tijdens het seizoen 2014 verschilden de (weers)omstandigheden tussen de provincies. De eerste haarden van de aardappelplaag werden gevonden begin mei in Oost-Vlaanderen en Henegouwen (Figuur 1). Een maand later (begin juni) was de Phytophthora al epidemisch in het westen van het land, terwijl de eerste symptomen nog maar zichtbaar werden in de provincies Luik en Namen (Figuur 2). Het duurde zelfs tot midden juni om de eerste haarden te vinden in de provincie Luxemburg en zelfs tot 14 juli in de rassenproef (plaaggevoeligheid) in Libramont.
Figuur 1 en 2 Kaarten met de eerste infectiebronnen van Phytophthora in België 6 mei 2014 en 10 juni 2014 (bron: PCA) Het is dan ook logisch dat de staalnames begonnen zijn in het westen van Wallonië: eerst op afvalhopen en opslag, vervolgens op praktijkpercelen). In totaal werden 115 stalen binnengebracht bij het labo voor latere analyse (Figuur 3). De eerste stalen werden genomen op 7 mei en de laatste op 11 september. Dit betekent dat gedurende 5 maanden Phytophthora werd verzameld. Figuur 3 Verdeling van de stalen per provincie Karakterisatie van het fenotype Het Waals onderzoekscentrum voor de landbouw onderzoekt sinds 1999 de populaties van de aardappelplaag. Deze karakterisatie is belangrijk aangezien dit toelaat om de aanwezige stammen te kennen en dus ook hun eigenschappen op vlak van virulente, agressiviteit en hun gedrag tegenover fungiciden. In 2014 kon van 107 van de 115 verzamelde stalen de Phytophthora geïsoleerd en opgezuiverd worden. De fenotypische karakterisatie omvat de determinatie van het seksuele type (A1 of A2), het virulentieprofiel (de capaciteit om een resistentiegen te omzeilen) en de resistentie tegen metalaxyl. 105 stalen werden geanalyseerd op hun seksuele type (mating-type). 59 hiervan waren van het type A1 en 46 van het type A2. De laatste jaren blijft de verhouding tussen A1 en A2 ongeveer gelijk. Van 98 stalen werd het virulentieprofiel bepaald. De capaciteit van de stam om zich te ontwikkelen werd nagegaan op 11 soorten planten van het geslacht Solanum met elk een resistentiegen (R1 tot R11). Twee derden van de stalen behoorden tot 4 verschillende pathotypes waarvan het virulentieprofiel er als volgt uitziet: 1-2-3-4-5-6-7-11-0-11 (25 stalen); 1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11 (12 stalen), 1-3-4-7-10-11 (12 stalen) en
1-3-4-6-7-10-11 (10 stalen). Deze pathotypes kunnen over het algemeen worden geassocieerd met specifieke genotypen. Grafiek 1 Frequentie van de stammen type A2 van 2005 tot 2014 Van 98 stalen werd de resistentie bepaald tegen fungiciden met metalaxyl. 30 stalen waren resistent, 55 gevoelig en 3 hadden een intermediair profiel. De stammen Blue-13 (13_A2) zijn allemaal resistent voor metalaxyl, terwijl de stammen 1_A1 en 6_A1 allemaal gevoelig zijn. Karakterisatie van het genotype Het onderzoek naar de genetische structuur van de populaties van de aardappelziekte is mogelijk dankzij moleculaire merkers: microsatellieten. Deze zones in het genoom (DNA) zijn zeer variabel. Vergelijking van deze zones laat toe om isolaten te onderscheiden die genetisch verwant zijn. De techniek die gebaseerd is op de analyse van 12 microsatellieten werd ontwikkeld door twee Europese onderzoeksinstellingen: het onderzoeksinstituut in Wageningen (Nederland) en het James Hutton Institute (Schotland). Dit werk is mogelijk door het gebruik van de Whatman FTA kaart (kleine strook papier) die toelaat een afdruk te maken van de te analyseren stam. Op dit medium (papier) kan de stam worden opgeslagen en vervolgens rechtstreeks verzonden worden naar het laboratorium voor verdere analyse. Deze werkwijze heeft geleid tot de regionale uitbreiding van de bemonsteringen in heel Europa dankzij de partners in de verschillende regio s waar aardappelen worden geteeld. De resultaten van al dit werk is te raadplegen op de website: http://www.euroblight.net. Het CRA-W werkte in 2013 en 2014 mee aan het project Euroblight dat als doel had om een monitoring van de populaties van Phytophthora op te richten op Europees niveau. In 2013 werden 51 stalen verzameld in Wallonië en in 2014 98 stalen. Hiervan werd het genotype bepaald dankzij onderzoek van de microsatellieten (SSR genotyping). Op de 98 onderzochte stalen bleken er 34 van het genotype 13_A2, 26 van het genotype 1_A1 en 7 van het genotype 6_A1. De overige 31 stalen werden beschouwd als divers. Ter vergelijking de 51 stalen uit 2013: 28 behoorden tot het genotype 13_A2, 5 tot het genotype 1_A1 en 2 tot het genotype 6_A1. De overige stalen werden als divers beschouwd (Figuur 4).
De stam 13_A2 (Blue-13) blijft de belangrijkste in Wallonië en werd gevonden in alle provincies. Deze stam is van het type A2, resistent tegen metalaxyl en bezit een complex virulentieprofiel met 9 van de 11 genen die het kan doorbreken. Deze stam is eveneens de belangrijkste in de volledige productieregio van West-Europa (Nederland, België en Frankrijk). De stam 1_A1 is het voorbije jaar sterk toegenomen, maar is vooral heel sterk aanwezig in de provincie Henegouwen waar de helft van de stammen tot dit genotype behoren. Deze stam is ook wel terug te vinden in de andere provincies (uitgezonderd Luxemburg en Luik). Op Europees niveau wordt deze stam ook in belangrijke mate gevonden in Vlaanderen en in het noorden van Frankrijk. Ze is van het type A1, gevoelig voor metalaxyl met een virulentieprofiel 1-2-3-4-5-6-7-10-11. De stam 6_A1 (Pink-6) is eveneens gestegen sinds 2013 maar blijft wel van ondergeschikt belang (7 stalen in 2014 en 2 in 2103). Deze stam is van het type A1, gevoelig voor metalaxyl en met een virulentieprofiel 1-3-4-7-10-11. Ze is aanwezig in de provincies Waals-Brabant en Luik. Op Europees niveau is ze van groot belang in Groot-Brittannië als ook in bepaalde Franse regio s. De verdeling van de genotypes in Europa is te zien op Figuur 5. Globaal gezien wordt het westen van Europa gedomineerd door enkele genotypes: 13_A2, 6_A1, 8_A1 en 1_A1. In tegenstelling hiermee hebben de stammen aanwezig in Oost-Europa en Scandinavië een grotere genetische diversiteit. Figuur 4 Geografisch verdeling van de verschillende genotypes van Phytophthora infestans in Wallonië in 2014
Figuur 5 Geografisch verspreiding van de genotypes van Phytophthora infestans in Europe in 2013 (bron: http://euroblight.net) Conclusies Het project waarbij op Europees niveau werd samengewerkt (Project Euroblight) wordt gesteund door privébedrijven en enkele onderzoekscentra waaronder het CRA-W (Wallonië) en het PCA (Vlaanderen). Dit laat toe om via moleculaire technieken de verschillende genotypes van Phytophthora infestans in Europa in kaart te brengen voor de jaren 2013 en 2014. Deze verschillende stammen werden onderzocht op hun gedrag t.o.v. verschillende fungiciden, hun capaciteit om zich te ontwikkelen op bepaalde resistentie varieteiten en hun gedrag onder bepaalde omstandigheden. De kennis van al deze parameters is essentieel in kader van een optimale controle van de ziekte. In Wallonië bestaat de populatie vooral uit het genotype Blue-13 (stam van het type A2, resistent voor metalaxyl en een complex virulentieprofiel). Proeven uitgevoerd door CRA-W in 2014 en 2015 toonden een virulent karakter die veel omvangrijker is bij de stam Blue-13 dan bij de andere aanwezige stammen op het veld. Deze stam Blue-13 ontwikkelt zich bijvoorbeeld op resistentie rassen als Sarpo Mira, Gasoré, Vitabella, Connect