Beschrijving

Plantweerbaarheid vormt een belangrijk onderdeel van duurzame gewasbescherming. In dit project wordt de natuurlijke weerbaarheid tegen echte meeldauw, een economisch belangrijke ziekteprobleem in de glastuinbouw, onderzocht. Hierbij wordt uitgegaan van de natuurlijke weerbaarheid en wordt onderzocht welke chemische kenmerken achter de natuurlijke weerbaarheid zitten om deze vervolgens voor duurzame gewasbescherming van meeldauw in te zetten. Als modelgewas dient roos en gerbera, echter de kennis kan vertaald worden naar andere glastuinbouw gewassen (bloemisterij en glasgroenten) met vergelijkbare meeldauwproblemen. De natuurlijke variatie in meeldauw weerbaarheid tussen rassen en verschillende plantleeftijden wordt geïnventariseerd. Vervolgens wordt naar de patronen van planteninhoudsstoffen die betrokken zijn bij weerbaarheid tegen meeldauw gekeken. Metabolietenprofielen worden gemeten met de eco-metabolomics aanpak welke tot nu toe succesvol is toegepast in het identificeren van inhoudsstoffen gerelateerd aan weerbaarheid tegen trips.

Obligaat biotrofe schimmels, zoals echte meeldauw, zijn voor hun overleving afhankelijk van de cel-inhoudsstoffen van hun levende waardplanten. Daarom is deze groep schimmels uiterst geschikt voor de eco-metabolomics aanpak. Als de achterliggende kenmerken van de weerbaarheid bekend zijn kunnen deze op verschillende manieren in de gewasbescherming toegepast worden: gerichte sturing van omgevingsfactoren zoals licht-kwantiteit en kwaliteit, voeding en inzet van elicitoren kunnen de weerbaarheid tegen meeldauw in vatbare planten induceren door aanpassing van de gevonden betrokken patronen. Metabolietenpatronen betrokken bij de weerbaarheid tegen meeldauw kunnen als basis dienen voor het meten van plant weerbaarheid. Ook kan deze kennis vervolgens worden gebruikt om specifieke betrokken inhoudsstoffen te identificeren om groene gewasbeschermingsmiddelen te ontwikkelen. Dit samen leidt tot een duurzame geïntegreerde aanpak van meeldauw en reductie van door meeldauw veroorzaakte verliezen. De bereikte resultaten kunnen vervolgens sector breed toegepast worden op andere gewassen en biotrofe schimmels. Kennis en sturing van weerbaarheidskenmerken leidt tot een duurzame beheersing van plantenziekten in de gesloten teelten en versterkt de voortrekkersrol van de Nederlandse tuinbouw. Daarnaast biedt het nieuwe economische kansen voor bedrijvigheden in ontwikkeling van weerbaarheidsmerkers en ontwikkeling van groene gewasbeschermingsmiddelen.

Resultaten

Plantweerbaarheid kan constitutief zijn: het is genetisch gebaseerd en altijd aanwezig of het is geïnduceerd waardoor de weerbaarheid alleen ingeschakeld wordt op het moment dat de plant echt bedreigd wordt. Plantweerbaarheid is gebaseerd op morfologische eigenschappen zoals bladharen of waslagen op het blad. Daarnaast zijn planten rijk aan inhoudsstoffen, vooral aan secundaire metabolieten, welke betrokken zijn bij de afweer van planten tegen ziekten en plagen. In het project ‘Natuurlijke weerbaarheid tegen meeldauw’ zijn de metabolietprofielen van gerbera en roos bekeken. Hiervoor zijn de profielen van meeldauwgevoelige- en weerbare rassen bekeken.

Door vergelijking van vatbare en minder vatbare planten van dezelfde soort kunnen metabolietenpatronen, betrokken bij plantweerbaarheid, geïdentificeerd worden.  Als de achterliggende kenmerken van de weerbaarheid bekend zijn, kunnen deze op verschillende manieren in de gewasbescherming toegepast worden: verhoging van de weerbaarheid van vatbare rassen door teeltmaatregelen, ontwikkeling van markers voor plantweerbaarheid en externe toepassing als groen gewasbeschermingsmiddel.

Voorspellend model
In gerbera zijn vier chemische stoffen gevonden die gerelateerd zijn aan weerbaarheid tegen meeldauw in zowel jong als oud blad: gerberine, gerberinside, parasorboside en 5-hydroxyhexanolzuur. Hiervoor zijn in totaal vijftig verschillende mini- en standaard rassen van verschillende herkomsten getoetst. Met deze stoffen is een voorspellend model gemaakt en gevalideerd. Met een nauwkeurigheid van 72% is het op basis van een metabolietenprofiel mogelijk de weerbaarheid van een gerberaras tegen meeldauw te voorspellen. Dit model levert de basis van een meeldauw resistentie verdelingsprogramma in gerbera.
Vervolgens is gekeken of behandeling met elicitors (salicylzuur, jasmonzuur, Inssimo, FADO, Vacciplant) deze chemische stoffen in meeldauw vatbare gerbera rassen kon verhogen en meeldauw infectie verlagen. Inssimo en Vacciplant hadden een duidelijk remmend effect op meeldauw infectie, er was echter geen verhoging van de gerberine-achtige stoffen te observeren. Deze stoffen blijken dus constitutieve afweerstoffen te zijn die voornamelijk genetisch bepaald zijn en niet geïnduceerd kunnen worden.

Waslaag
De metabolietprofielen in roos lieten geen verschillen zien tussen meeldauw vatbare- en weerbare rassen in jong noch oud blad. Daarom is besloten naar morfologische verschillen te kijken. Hiervoor is de compositie en sterkte van de waslaag van jong en oud blad onderzocht. Onafhankelijk van de weerbaarheid leek jong blad meer waterafstotende was-gerelateerde stoffen te bevatten. Het jonge blad van meeldauw-weerbare rassen vertoonde een uitgebreidere waslaag vergeleken met de meeldauw-vatbare rassen. De waslaag metingen zijn oorspronkelijk met elektronenmicroscopische opnames gemaakt. Helaas zijn deze alleen voor onderzoek en relatief duur. Daarom is voor de telers een goedkope en robuuste manier ontwikkeld om de waslaag, middels de contacthoek van een vallende waterdruppel die op een bepaalde oppervlakte terechtkomt, te meten.

Sterk effect
Ook de bespuiting met was bleek succesvol: bespuitingen met 2% bijenwas (dierlijke was) of met 2% carnaubawas (plantenwas) leidde to significant minder meeldauw vergeleken met de onbehandelde controle. Toevoeging van de uitvloeier Silwet Gold aan carnaubawas versterkte het remmende effect en leidde tot meeldauw vrije planten. Op basis van deze resultaten is een drie weken durende proef in een commerciële rozenkas uitgevoerd met verschillende concentraties carnaubawas (1, 2, en 4%) in combinatie met Silwet Gold. Planten zijn één keer per week behandeld. Meeldauwaantasting is een week voor en tijdens de proef wekelijks gemonitord. Ook hier lieten de wasbespuitingen al na een eerste behandeling een sterk effect op meeldauwaantasting zien, dat significant verminderde in relatie tot te meeldauwdruk in de nog niet behandelde week ervoor.

Verder onderzoek is nodig om de frequentie van wasbespuiting te optimaliseren en de vermindering aan fotosynthese te minimaliseren.