Proeftuinnieuws

Beheersing gekke wortels mogelijk met biocontrole-organisme

Gekke wortels, veroorzaakt door rhizogene agrobacteriën, vormen al enkele jaren een probleem in de tomatenteelt. De ziekte wordt gekarakteriseerd door een enorme wortelontwikkeling, wat leidt tot voornamelijk vegetatieve groei van de plant, een lagere opbrengst en bijgevolg ernstige economische verliezen. Een efficiënte bestrijding van de pathogeen wordt sterk bemoeilijkt doordat rhizogene agrobacteriën in staat zijn een biofilm te vormen in het irrigatiesysteem. Deze wordt vaak chemisch behandeld met desinfectiemiddelen zoals waterstofperoxide, maar daar zijn nadelen aan verbonden. Daarom werd een studie opgezet om gekke wortels op een biologische manier te beheersen. Een uitgebreide collectie bacteriën werd gescreend op antagonistische activiteit tegen rhizogene agrobacteriën. Een groep van fylogenetisch verwante Paenibacillus-stammen vertoonden antagonistische activiteit. Toepassing van een combinatie van twee van deze biocontrole-stammen (BCO) onder semi-praktijkcondities resulteerde in een significante reductie van het aantal tomatenplanten die aangetast waren met gekke wortels. Dat geeft aan dat deze nuttige bacteriën veelbelovend zijn om rhizogene agrobacteriën te beheersen.

Praktijkexperiment met de nuttige bacterie Paenibacillus

Het praktijkexperiment werd uitgevoerd op Proefcentrum Hoogstraten. De proef bestond uit vier objecten: (1) een referentiebehandeling zonder Agrobacterium en zonder Paenibacillus, (2) een object waaraan alleen Agrobacterium werd toegevoegd, en twee objecten (3 en 4) waaraan zowel Agrobacterium als Paenibacillus werden toegediend. Bij de tomatenplanten van objecten 3 en 4 werd dagelijks gedurende tien achtereenvolgende dagen een verse Paenibacillus-suspensie op de steelbasis gegoten. In object 3 werd hierna geen Paenibacillus meer geïnoculeerd, terwijl de planten van object 4 elke week een aanvullende Paenibacillus-inoculatie kregen gedurende vier weken. Alle Agrobacterium-toepassingen werden gestart op dag 11: gedurende vijf weken werden de planten wekelijks kunstmatig geïnfecteerd.

Wortelontwikkeling zowel visueel als op basis van DNA opgevolgd

De wortelontwikkeling in alle objecten werd opgevolgd door het verzamelen van wortelstalen bij de start en op het einde van het experiment (na twaalf weken). Vervolgens werden wortelfragmenten voor DNA-extractie gebruikt. De hoeveelheid Agrobacterium- en Paenibacillus-DNA werd bepaald met ‘qPCR-analyse’. Daarnaast werden alle planten ook wekelijks visueel beoordeeld door ze te scoren op een schaal van 0 (geen symptomen) tot 5 (zeer ernstige symptomen), identiek aan vorige experimenten rond gekke wortels. Ten slotte werden de vier zijden van de substraatblokken om de twee weken gefotografeerd. Na bijsnijden werden de foto’s omgezet in zwart-wit foto’s (Figuur 1). Vervolgens werd de hoeveelheid zwarte (steenwoloppervlak) en witte (wortels) pixels bepaald, waardoor het percentage worteloppervlak voor elke plant en dus ook voor elk object kon worden berekend.

Toepassing biocontrole-organismen leidt tot minder gekke wortels

Op het einde van het experiment was het percentage wortels in object 2 (kunstmatige infectie van Agrobacterium) significant het hoogst (Figuur 2). De objecten waaraan het biocontrole-organisme Paenibacillus werd toegediend (objecten 3 en 4) deden het beter, maar visueel was er geen verschil tussen object 3 en object 4. De kwantificatie op basis van DNA gaf hetzelfde resultaat: op het einde van het experiment was de hoeveelheid Agrobacterium het hoogste in object 2; in objecten 3 en 4 was de hoeveelheid Agrobacterium iets lager. Uit dit experiment blijkt het potentieel van biocontrole-organismen zoals Paenibacillus om gekke wortels veroorzaakt door Agrobacterium te beheersen. Grootschaliger onderzoek met meer planten is nodig om dit te bevestigen. We moeten ook nog verder onderzoek doen naar de ideale toedieningswijze en de hoeveelheid van het biocontrole-organisme. We zullen deze zaken onder meer verder bekijken in het BARATom-project dat dit najaar van start gaat. Dit project is een samenwerking tussen het PME&BIM laboratorium van KU Leuven, CMPG (KU Leuven), Proefcentrum Hoogstraten (PCH), Proefstation voor de Groenteteelt (PSKW) en Scientia Terrae.

Auteurs: L. Bosmans (PCH)