Redactie Aardappelwereld

“In twee achtereenvolgende jaren met grote phytophthoradruk, dat waren 2023 en 2024, zagen wij dat resistente rassen het massaal af lieten weten. Het ging ook om rassen die via het project BioImpuls aan biologische telers ter beschikking waren gesteld. Alle aanwezige resistentiegenen daarin waren doorbroken. Dat baarde ons als onderzoekers ernstige zorgen”, begint Vossen zijn uitleg. De virulente phytophthorastammen die deze doorbraak veroorzaakten vermeerderden zich vervolgens klonaal. Nakomelingen daarvan hadden dus precies dezelfde genetische eigenschappen. “Deze klonale virulente lijnen zagen we op meerdere plekken in het land terug en zelfs in opvolgende jaren. Waarschijnlijk kunnen nieuw ontstane virulente stammen latent aanwezig blijven op pootgoed. Daar krijg je dus pas zicht op en last van in het seizoen van de nateelt. Dit ging totaal in tegen de opvatting tot dan toe, dat voor het eerst geconstateerde resistentiedoorbraken vaak slechts een eenmalig verschijnsel zijn die in het seizoen daarna weer verdwijnen, aldus de onderzoeker. “Dat inzicht veranderde dus op het moment dat we na zo’n eerste doorbraak, het jaar daarop op meerdere plekken in het land juist wel dezelfde virulente stammen zagen opduiken. Daarmee hadden we dus een groot probleem te pakken, want opbouw van virulentie kan de phytophthorabeheersing voor de toekomst behoorlijk bedreigen. Zeker omdat de ziektebeheersing steeds minder kan leunen op de inzet van fungiciden. Er treedt namelijk regelmatig resistentie op tegen bepaalde werkzame stoffen. Daar komt nog bij dat het inzetbare middelenpakket gelet op de Europese regels rondom PFAS wellicht op korte termijn nog verder in gaat krimpen.” Geconfronteerd met deze problematiek hebben de onderzoekers zich gelijk de vraag gesteld: wat kunnen we hieraan doen? Het oplossingsgericht onderzoek hebben ze vervolgens opgedeeld in twee vragen: wat doen we om plantresistentie in de been te houden en hoe doen we dat voor middelenresistentie? “Met het eerste vraagstuk zijn we bij ‘plantveredeling’ aan de slag gegaan en onderzoeker Geert Kessel van ‘open teelten’ en zijn team richten zich op het tweede deel.”

Hoe ontstaat virulentie en hoe kunnen we dat voorkomen?

“Voor ons was het om te beginnen de vraag: hoe komt het dat Phytophthora de resistentiegenen in planten kunnen doorbreken?”, vervolgt Vossen de uitleg. “Als dat zoiets gebeurt hebben we te maken met virulente phytophthorastammen, die ieder een andere resistentie (of zelfs combinaties daarvan) kunnen omzeilen. Daar wil je graag onderscheid in kunnen maken, zodat we tot rasspecifieke beheersingsstrategiën kunnen komen.” In Wageningen zijn de onderzoekers daarom eerst gaan zoeken naar de mechanismen die ervoor zorgen dat virulentie ontstaat. Want zodra duidelijk is hoe dat werkt, kunnen hiervoor merkers worden gevonden en wordt het mogelijk om in de aardappelvelden heel gericht op de daar aanwezige virulente phytophthorastammen te gaan monitoren. Met deze monitoringsgegevens, beschikbare phytophthoramiddelen en kleurenschema’s voor resistentie in rassen kun je vervolgens heel gericht beheersingsadvies gegeven.

Merkers virulente phytophthora­stammen

De allereerste opdracht waarmee Vossen en zijn team aan de slag zijn gegaan, is de zoektocht naar de moleculaire vingerafdrukken voor de verschillende virulenties van Phytophthora. Daarvoor zijn zij, samen met partnerorganisaties, in de afgelopen jaren op diverse locaties in het land het veld ingegaan om daar virulente phytophthorastammen te verzamelen. “In het laboratorium zoeken we dan naar DNA-vingerafdrukken voor de verschillende virulenties. In het onderzoek noemen we dat merkers, en daarmee kijken we welke virulente vormen van Phytophthora op de diverse locaties te vinden zijn. Dit merker ontwerp en gebruik is nog in de proeffase. Weten we straks dat deze aanpak goed werkt, dan is dit op grote schaal uit te rollen. En zo is dan over een aantal jaren, bijvoorbeeld via sporenvallen, te meten welke virulente stammen van Phytophthora waar en wanneer aanwezig zijn,” legt de onderzoeker uit. Teeltadviseurs en programmabouwers kunnen hiermee dan aan de slag om hiervoor een beslissingsondersteunend systeem (BOS) op te zetten. Voor biologische telers zal een alternatief hiervoor nodig zijn. Vossen verwacht dat voor gangbare landbouwers dezelfde werkwijze in beeld zal komen op het moment dat het pakket aan gewasbeschermingsmiddelen nog verder uitdunt en tegelijkertijd meer volume aan resistente rassengebruikt gaan worden, ook in het segment frites- en zetmeelaardappelen.

Gereedschapskist nog niet compleet

“Wat is het tijdspad en de snelheid waarmee we een compleet bruikbare gereedschapskist voor monitoring op phytophthoravirulentie voor de praktijk beschikbaar hebben? We hebben voorlopig nog wel een aantal jaren nodig om de virulentiemerkers gevalideerd te krijgen. Ook is bijstelling van virulentiemerkers nodig, omdat de ontwikkeling van virulentie een continu proces is. Hiervoor zullen we in de komende jaren zo veel mogelijk isolaten van de diverse virulente phytophthorastammen gaan vangen en testen met onze merkers. In vochtige jaren met ook nog eens veel opslagplanten kan dat snel gaan. In een droog groeiseizoen zoals 2025 is dat een stuk lastiger dan in vochtige jaren zoals de twee jaren daarvoor. Dus je ziet dat wij als onderzoekers voor onze eigen ‘oogst’ – het vangen van phytophthora­sporen – net zo afhankelijk zijn van het weer als een aardappelteler.” Zodra de onderzoekers over een paar jaar voldoende vangst binnen denken te hebben, is het echter nog geen gelopen race, dempt Vossen het enthousiasme. Er zal wel medewerking vanuit de sector nodig zijn om een infrastructuur op te bouwen en om de monitoring voor elkaar te krijgen. Ook is meer samenwerking met omringende landen gewenst, want Phytophthora trekt zich weinig aan van grenzen. “Gelukkig hebben we naast de PPS in Nederland, een Europees project, IPMorama, waarin we met Deense, Duitse, Franse, Ierse en Schotse onderzoeksinstellingen en bedrijven werken aan het virulentie-monitorings­concept.” Bij de genoemde PPS is ook de Nederlandse Aardappel Organisatie (NAO) betrokken.

1 + 1 niet altijd 2

Naast het monitoren van Phytophthora is ook verbetering nodig van het resistentieniveau in het rassenpakket door middel van stapeling, omdat de huidige rassen grotendeels nog slechts enkele resistenties bevatten. Om die verbetering mogelijk te maken, werkt Vossen in het project ook aan gereedschap om rassen te maken met resistentiestapelingen. “In eerder onderzoek hebben we al aangetoond dat de juiste keuze voor het inbrengen van meerdere resistenties in bestaande rassen (genenstapeling) de kans op doorbraak, en daarmee de ontwikkeling van virulente phytophthorastammen, sterk vermindert. Die stap is, samen met alle andere die al aangestipt zijn, eveneens van groot belang. “Waar we veredelaars, in het geval van genenstapeling, vooral op willen wijzen is het volgende. Om een dubbele resistentie in een nieuwe zaailing te krijgen ga je op zoek naar ouders met verschillende resistentiegenen (R-genen). Je kruist dan bijvoorbeeld een ouder waarin R1-gen aanwezig is met een ouder waarin R2-gen aanwezig is. Je krijgt dan nakomelingen met zowel R1 als R2, wat te controleren is aan de hand van R-gen merkers. Dan verwacht je dus een ras te hebben met een gestapelde resistentie. Maar dat is in de praktijk niet altijd het geval, oftewel 1 plus 1 is niet altijd 2. Een resistentiemerker kan namelijk niet zien of allebei de R-genen in die nieuwe zaailingen ook echt hun werk doen. Het kan zijn dat R-genen in de kruising slechts deels of helemaal niet actief zijn. Na de kruising testen de veredelaars hun zaailingen op phytophthoraresistentie in het veld. “Laten ze daarin geen aantasting zien, dan mogen ze door. Is wel aantasting zichtbaar, dan worden ze weggegooid. Wanneer echter twee R-genen in een zaailing aanwezig zijn, wil dit niet zeggen dat de R-genen allebei goed werken. Het kan ook zo zijn dat ze allebei maar half werken of dat er maar een van de twee werkt. In de laatste twee gevallen loop je dus veel meer kans op een snelle doorbraak van de resistentie”, legt de onderzoeker de praktijk van kweken uit.

Effectoren en differentiële isolaten

Om de werking van de verschillende R-genen te kunnen meten, werken de onderzoekers met effectoren. Effectoren zijn bepaalde eiwitten in Phytophthora die specifiek herkend worden door een resistentiegen. “Wat we in het onderzoek doen is het volgende: we brengen die effectoren van Phytophthora in een aardappelplant en kijken hoe die plant daarop reageert. Is de reactie sterk, dan is de resistentie ook sterk. Een tweede manier om de werking van R-genen in stapelingen te testen is met phytophthora-isolaten met differentiële virulentie. Dat zijn de isolaten die R-gen 1 hebben doorbroken, maar R-gen 2 niet. Wanneer we zo’n differentieel isolaat testen op een plant met R-gen-stapeling, en daarna geen aantasting zien, dan weten we dat het andere R-gen 2 volledig actief is. Met een ander differentieel virulent isolaat moeten we dan daarna nog de activiteit van R-gen 1 testen.”

Achtergrondafhankelijke resistentie

Waar Vossen en zijn team nu nog volop naar op zoek zijn is welke mechanismen verantwoordelijk zijn voor het inactief zijn van een aanwezig R-gen. In dit geval is sprake van achtergrondafhankelijke resistentie. Daar zijn specifieke genen in het genoom voor verantwoordelijk die de werking van het R-gen verminderen of juist versterken. “Enkele gebieden in het genoom die leiden tot achtergrondafhankelijkheid hebben we inmiddels al gevonden, en daar hebben we dus nu ook speciale merkers voor”, doceert Vossen. “Nu we dit weten, kunnen we met die nieuwe merkers zaailingen met achtergrondafhankelijke resistentiegenen weg selecteren.” Met dit totaalpakket aan kennis en gereedschap werken we aan een duurzame toekomst van de aardappelteelt. ●