Voor telers die vooruit kijken

Schimmels en bacteriën vergroten weerbaarheid tegen ziekten en plagen

Endofyten een nuttige aanvulling bij plaagbestrijding
715 0
Schimmels en bacteriën vergroten weerbaarheid tegen ziekten en plagen

Steeds meer onderzoek laat zien dat endofyten, micro-organismen die in de plant leven maar geen schade geven, een belangrijke bijdrage kunnen leveren aan de weerbaarheid van planten tegen plagen. Dit was reden om te kijken wat de potentie van endofyten is voor plaagbestrijding in de glastuinbouw. Experimenten in tomaat, paprika, perkgoed en chrysant hebben laten zien dat de tot nu tot geteste schimmel-isolaten geen volledige bestrijding van plagen geven, maar wel een significante remming in de populatiegroei.

Endofytische schimmels zijn dus vooral interessant als aanvulling op andere bestrijdingsmaatregelen, maar er zijn nog veel vragen rondom de werking en toepassing. Een recent gestart fundamenteel endofytenproject moet meer basiskennis opleveren als ondersteuning voor het toegepaste onderzoek met endofyten.

Entomopathogene schimmels

Het bestuderen van microbiële ecosystemen in mensen, dieren en planten krijgt de laatste jaren veel aandacht in onderzoek. Net zoals bij mensen de darmflora essentieel is voor een goede gezondheid, spelen ook micro-organismen in planten een belangrijke rol bij de weerbaarheid tegen ziekten en plagen. Hoe het precies werkt is niet altijd duidelijk. Schimmels kunnen een directe werking hebben op plagen door het afscheiden van bepaalde metabolieten, maar er is ook aangetoond dat schimmels en bacteriën in planten de weerbaarheid van de plant versneld kunnen aanschakelen (primen).
Sommige van deze schimmels zijn ook bekend als entomopathogene schimmels, zoals die van de genera Beauveria, Metarhizium, Lecanicillium en Isaria. Veel van deze schimmels worden als product in gewassen toegepast om insecten als wittevlieg en trips direct te bestrijden. We komen er nu steeds meer achter dat de meeste van dit soort schimmels ook in planten kunnen groeien zonder dat de plant daar last van ondervindt. De laatste twee jaar heeft Wageningen University & Research in een aantal studies gekeken naar de effecten van endofyten op plagen die relevant zijn voor de glastuinbouw.

Groei bladluis remmen

De bestrijding van bladluis in de glastuinbouw is vaak nog gebaseerd op inzet van chemische gewasbeschermingsmiddelen, maar door nieuwe regelgeving en eisen van afnemers is chemische bestrijding steeds lastiger. Het alternatief, biologische bestrijding met natuurlijke vijanden, valt niet altijd mee. Bladluizen staan er om bekend dat ze explosief kunnen groeien op planten, waardoor het lastig is om met natuurlijke vijanden de plaag snel genoeg onder controle te krijgen. Maatregelen die de explosieve groei van bladluizen kunnen remmen zouden daarom een welkome aanvulling zijn.
In paprika en de perkgoedplant calibrachoa is met financiering van het Productschap Tuinbouw gekeken of endofytische schimmels de groei van bladluis kunnen remmen. Bij veel isolaten werd geen enkel effect gevonden, maar de schimmel Lecanicillium muscarium kon in zowel calibrachoa als paprika de bladluistoename met 25-30% remmen. Dit lijkt niet veel, maar op een snel groeiende bladluispopulatie en in combinatie met andere bestrijders kan dit zeer veel uitmaken. In verder onderzoek wordt gekeken of deze effecten in combinatie met natuurlijke vijanden inderdaad een betere bestrijding geven.

Trips

Een ander groot probleem in de glastuinbouw is de Californische trips, Frankliniella occidentalis. Vooral in de sierteelt is deze plaag extreem lastig te bestrijden, mede door het kleiner wordende pakket van chemische gewasbeschermingsmiddelen en resistentieontwikkeling tegen pesticiden. In een groot publiek-privaat project van de Topsector Tuinbouw & Uitgangsmaterialen (masterplan trips) worden nu diverse endofytische schimmel-isolaten gescreend op werking tegen deze trips in de sierteelt.
Bij de bestrijding van trips zou een verhoogde plantweerbaarheid een welkome aanvulling zijn op andere maatregelen. Er zijn inmiddels meer dan veertig schimmel-isolaten gescreend en enkele daarvan geven een significante remming van 40-50% in de populatiegroei van trips. Ook hier zien we dus geen volledige bestrijding, maar een remming van groei. De resultaten zijn echter hoopgevend en de verwachting is dat ze een belangrijke bijdrage kunnen leveren aan de diverse maatregelen om trips in toom te houden. Ook in buitenlands onderzoek zijn mooie resultaten behaald tegen de tabakstrips in ui, waar endofyten de tripsschade met 80% konden reduceren.

Verder onderzoek

Reden genoeg dus om te kijken naar mogelijke toepassingen in de glastuinbouw. Net als bij bladluis is ook bij trips de vraag hoe dit samengaat met biologische bestrijders. Een vertraagde ontwikkelingsduur zou gunstig kunnen zijn voor roofmijten die dan langer de tijd hebben om de vatbare stadia (voornamelijk L1) te pakken, maar mogelijk zijn er ook effecten die negatief zijn voor de roofmijten. Roofmijten en andere predatoren zouden last kunnen hebben van bepaalde stoffen die hun prooi (de plaag) via de plant met endofyt binnenkrijgt. Het is dus belangrijk om de effecten in het totale systeem met biologische bestrijders te testen.
De eerste resultaten met endofyten in de glastuinbouw geven aan dat er absoluut potentie is om deze schimmels in te zetten om de weerbaarheid tegen plagen te verhogen. Echter, er zijn nog tal van onderzoeksvragen. Bijvoorbeeld tegen welk spectrum van plagen ze effectief zijn en of er geen averechtse effecten zijn op sommige plagen en plantpathogenen. Andere heel praktische vragen zijn er rondom de methodes van inoculeren en de werkingsduur tijdens een teelt. Het blijkt dat er in planten verschillende soorten micro-organismen (bacteriën en schimmels) voorkomen die interacties met elkaar aan gaan, maar ook met de gastheerplant. Deze interacties zijn complex en nog onvoldoende begrepen, maar zullen zeker invloed hebben op het gedrag van ingebrachte endofyten.

Endofytenproject

De fundamentele vragen rondom het plantmicrobioom worden onderzocht in een nieuw fundamenteel endofytenproject onder leiding van Leo van Overbeek van Wageningen Plant Research. Daarin wil hij in eerste instantie vaststellen op welke wijze endofyten het beste in de plant kunnen worden aangebracht. Het betreft hier toedieningsmethoden in de praktijk, zoals via behandeling van zaad of uitgangsmateriaal van jonge planten eventueel in combinatie met behandeling van irrigatiewater.
Verder kijken onderzoekers nauwkeurig hoe endofyten zich in een plant gedragen, bijvoorbeeld naar welke delen van de plant ze zich verspreiden waar ook de verschillende plagen en plantpathogenen zich bevinden.

Meetbare effecten

Verder wordt er met behulp van moderne DNA sequencing technologieën en andere zogenaamde ‘omics’ technologieën waaronder metabolomics, bepaald hoe en in welke mate het microbioom van de plant wordt beïnvloed: 1) op aanwezigheid van de schadeveroorzaker, 2) op aanwezigheid van de aangebrachte endofyt, en 3) op de combinatie van beide. Dit moet een beeld gaan geven hoe schadeveroorzakers en endofyten op elkaar reageren en welke factoren daarbij een belangrijke rol spelen.
De hypothese is dat endofyten de microbioomsamenstelling beïnvloeden waardoor er effecten te verwachten zijn in het metabolisme van de plant, die vervolgens weer effecten op ziekten en plagen kunnen hebben. We hopen meetbare effecten te kunnen correleren met parameters die indicaties geven over weerbaarheid van planten. De belangrijkste uitkomst van dit fundamentele project moet een integratief model zijn dat aangeeft hoe weerbaarheid in planten via toediening van endofyten wordt gestimuleerd. Op basis van dit model is het mogelijk om nieuwe technologieën te ontwikkelen om planten weerbaarder te maken tegen ziekten en plagen. Dit fundamentele project is aangevraagd en wordt gecoördineerd door LTO Glaskracht.

Samenvatting

Schimmels en bacteriën die in planten leven kunnen helpen om planten weerbaarder te maken tegen ziekten en plagen. In verschillende gewassen is aangetoond dat de populatiegroei van bladluis en trips kan worden geremd door bepaalde endofytische schimmels. Verder onderzoek is gericht op het ontwikkelen van praktijktoepasbare inoculatiemethoden voor verschillende gewassen, de integratie met biologische bestrijders, het gedrag van endofyten in planten en de achterliggende mechanismen die de plantweerbaarheid met endofyten verhogen.

Tekst en foto’s: Gerben Messelink en Leo Overbeek, Wageningen University & Research

Geef commentaar

Uw e-mail adres wordt niet gepubliceerd