De bacterie Xanthomonas kan in de vollegrondsgroententeelt zware schade aanrichten. In slechte jaren gaat tot 30% van de oogst verloren aan de bacterie. Er is tot nu toe weinig tegen te beginnen, behalve de beschadigde gewassen opruimen. Als de faag-techniek even goed presteert in de praktijk als in testomgevingen, dan zou dat voor groententelers een groot verschil kunnen maken. “Halveer je het productieverlies, dan kom je in Vlaanderen op ongeveer 10 miljoen euro extra meerwaarde, per jaar.”
Onderzoekspartners ILVO, KULeuven, Provinciaal Proefcentrum voor de Groententeelt Oost-Vlaanderen (PCG), Proefstation voor de Groententeelt Sint-Katelijne-Waver (PSKW) en Inagro willen de techniek nu beperkt uitrollen naar de praktijk, om de ziektebeheersing te optimaliseren. Ze zoeken groentetelers met besmette kolen die het onderzoek tegen een veldproefvergoeding vooruit willen helpen.
Xanthomonas
Een besmetting van de bodem met Xanthomonas gebeurt meestal vanuit resten van zieke koolgewassen of via geïmporteerde besmette zaden. De bacterie kan in de bodem minstens 2 jaar overleven. Plant je dan kolen, dan kan de bacterie via waterporiën aan de bladrand binnendringen, en zich vervolgens via nerven en bladstelen naar de hele plant verspreiden. De plant sterft uiteindelijk af.
Wat zijn fagen en hoe werken ze?
Virussen zijn niet altijd schadelijk (zoals COVID19 voor de mens). In sommige gevallen zijn ze juist nuttig. Een bacteriofaag-virus, of kortweg een faag, is bijvoorbeeld alleen gericht op één specifieke bacterie waarmee hij zich voedt. Precies die strikte selectiviteit is kan interessant zijn in de gewasbescherming. Sofie Venneman (PSKW): “De selectiviteit van de faag is de troef van deze beheersingsmethode: er is geen enkel risico dat de faag de plant zelf, zijn omgeving of de mens aanvalt. Van zodra de ziekmakende bacterie in kwestie compleet bestreden en verdwenen is, verdwijnt ook de faag zelf.”
De microbiologen weten dit al lang: élke bacteriesoort ter wereld heeft minstens één type faag als natuurlijke vijand. In de sector bacteriële plantenziekten komt het er dus op aan om het juiste type faag te selecteren, die specifieke faag in een gecontroleerde omgeving op te kweken en preventief een dosis toe te dienen aan een mogelijk besmette plant.
Jeroen Wagemans (KULeuven): “Een bacteriofaag virus ‘zoekt’ echt ‘zijn’ bacterie. Eens gevonden dringt hij die binnen om zichzelf daar te vermenigvuldigen. De bacterie barst uiteindelijk open en is vernietigd, de nieuwe fagen komen vrij en gaan op hun beurt op zoek gaan naar een naburige bacterie van dezelfde soort om zich te vermenigvuldigen.” Het proces herhaalt zich tot er geen ziekmakende bacterie van de juiste soort meer in de omgeving te vinden is. Sofie Venneman (PSKW): “Eén dosis fagen toedienen op het juiste moment is al voldoende om een bacteriële infectie te behandelen.”
De juiste fagencocktail?
Omdat de Xanthomonas bacteriën in verschillende types voorkomen op de Vlaamse koolvelden, en omdat de fagen telkens maar één type bacterie aanvallen, want zeer kieskeurig, hebben de onderzoekers een cocktail van verschillende fagen samengesteld en uitgetest. Hierbij wordt gestreefd naar een zo breed mogelijke toepasbaarheid t.o.v. de Xanthomonas.
Dominique Holtappels (KULeuven): “Nu al is duidelijk dat de cocktail in de loop van de tijd moet blijven evolueren. Bacteriën zoals Xanthomonas evolueren en kunnen weerstand tegen hun fagen ontwikkelen. Telkens moeten er dus nieuwe specifieke fagen in de behandelingsmengsels of moeten de reeds gevonden fagen geëvalueerd worden.”
Hoe toepassen?
De faag-virussen kunnen op verschillende manieren op de plant aangebracht worden. Op dit moment testen de onderzoekers nog of het efficïenter is om de fagen apart te spuiten op geïnfecteerde planten, dan wel om ze via irrigatiewater toe te dienen. Een nieuwere denkpiste is het coaten van de groentenzaden of het toedienen van fagen tijdens de priming. Op die manier kan er preventief gewerkt worden, en zouden de fagen de plant kunnen beschérmen tegen de bacterie, in plaats van infecties te beteugelen. Dominique Holtappels (KULeuven): “Vooral die laatste piste lijkt beloftevol. We zien dat tijdens de priming van zaden de hardnekkige ziektemakers efficiënt worden gedood. De bacteriën die ondanks de faagcoating toch nog bij de plant geraken lijken minder goed in het infecteren van de plant.”
Groot potentieel
De onderzoekspartners ILVO, KULeuven, PSKW, Inagro en PCG hebben tussen 2013 tot 2016 via labproeven de theoretische effectiviteit van fagen tegen Xanthomonas in planten vastgesteld. Sabien Pollet (Inagro): “In het vervolgproject (2017 – 2020) organiseerden we naast de labo- en serreproeven op drie locaties in Vlaanderen proeven in het volle veld, om de effecten van de fagen te meten in een meer praktijkgerichte omgeving. Met één behandeling meten we al makkelijk 15 tot 20% vermindering van de aantasting, maar dat is wel op koolplanten die door ons kunstmatig met een zware dosis Xanthomonas zijn besmet.“ Het geneespercentage moet nog hoger, door de toepassing en de cocktail verder te optimaliseren.
Gezocht: boeren met besmette kolen
Om die optimalisaties te realiseren, vragen de onderzoekers de hulp van kolenboeren. Zij kunnen in dit vroege stadium een belangrijke bijdrage leveren aan het onderzoek. Louis Lippens (PCG) : “We vragen boeren om PCG in vertrouwen op de hoogte te brengen wanneer ze op hun kolen van 2020 de bacteriële verwelking zien. In plaats van de planten te verwijderen, komen wij dan een faagbehandeling toedienen. Zo kunnen we opvolgen hoe de behandeling werkt in reële omstandigheden, tegen een realistische besmettingsgraad en op percelen die normaal bewerkt worden. Voor de kolen op het stukje van het veld dat met de nog niet erkende fagen behandeld is geweest, en die de boer dus niet meer kan verkopen, wordt hij vergoed.”
Meer info? Meldingen van infecties? Bereid om sanwerking met onderzoek te overwegen?
Neem contact op met één van deze centra:
- in Oost-Vlaanderen: Louis Lippens (PCG): louis@pcgroenteteelt.be
- in West-Vlaanderen: Sabien Pollet (Inagro): sabien.pollet@inagro.be
- in Antwerpen, Limburg en Vlaams-Brabant: Sofie Venneman (PSKW) sofie.venneman@proefstation.be
Finale markttoelating als methode? Nog niet. Tenzij via “Generally Regarded As Safe” (GRAS).
De erkenning van de (innovatieve) faagbiocontrole tegen plantenziekten valt onder de Europese pesticidewetgeving. Alvorens de kandiderende behandeling kan worden gecommercialiseerd moet ze strenge voorgeschreven Europese testprocedures rond veiligheid door, en die zijn uitgebreid en duur. “Dat schrikt de vaak kleinere bedrijven die met faagtherapie willen beginnen af, of het werkt sterk vertragend, terwijl er momenteel toch geen andere behandelingsmethodes ter beschikking zijn”, aldus de faagonderzoekers van ILVO, PCG, PSKW, Inagro en KULeuven. Zij houden een expliciet pleidooi voor een Europese toepassing van het in de Verenigde Staten reeds gehanteerde “GRAS-principe”. GRAS, of “Generally Regarded As Safe” wil zeggen dat een nieuw product NIET de volledige standaard-toelatingsprocedure moet doorlopen ALS er consensus is onder wetenschappelijke experts rond de veiligheid voor gebruik in voeding. “We zijn al bezig met de verdere efficiëntieverhoging van de fagen, en er bestaat al een procedure voor faagkweek op grote schaal. Als Europa hier het GRAS-principe zou toelaten, kan de faagbiocontrole snel naar de markt”.
