De bacterie Xanthomonas fragariae (Xf), veroorzaker van de bladvlekkenziekte op aardbei, is Europees een quarantaine-organisme. Quarantaine-organismen zijn insecten, bacteriën, schimmels of onkruiden, die niet, of in beperkte mate, in de EU aanwezig zijn en die grote economische schade kunnen veroorzaken in de plantaardige sector. Iedere lidstaat is verplicht om introductie en verspreiding van deze organismen te voorkómen.
Desalniettemin is Xf in Vlaanderen, net als in meerdere andere Europese landen, opgedoken. Er heerste bezorgdheid over de symptomen en mogelijke economische impact van de ziekte. Daarom zette ILVO een grondig onderzoek op. Het doctoraat van Joachim Vandroemme vormt daar een onderdeel van.

Het studiewerk heeft duidelijke resultaten opgeleverd: De detectie van de bacterie via een gevoelige en specifieke real-time PCR staat nu op punt. Het ziekteverloop, het verspreidingsmechanisme en de omgevingsfactoren die Xf begunstigen zijn in kaart gebracht. Xf blijkt een heel gastheer-specifieke bacterie van aardbei te zijn. Hij blijkt algemeen verspreid in de aardbeiteelt voor te komen maar slechts sporadisch de ziekte te veroorzaken. Vooral in de openluchtteelt kunnen vochtige omstandigheden leiden tot productieverlies.

De bevindingen van het ILVO-onderzoek hebben de wetenschappelijke kijk op deze moeilijk te bestuderen bacterie veranderd. Ze hebben bijgedragen aan een Europese “Pest Risk Assessment” ter zake en ze helpen de aardbeitelers bij het indijken van de ziekte en bij het inschatten van de impact van de bacterie.

Xanthomonas fragariae (Xf), de bacterie die de hoekige bladvlekkenziekte op aardbei veroorzaakt, werd voor het eerst vastgesteld in de Verenigde Staten tijdens de jaren zestig van de vorige eeuw. Sindsdien verspreidde de bacterie zich over de hele wereld, vermoedelijk via besmet aardbeiplantgoed. Sinds 1986 is Xf is een quarantaine-organisme op aardbeiplantgoed in Europa. Ondanks deze maatregel dook de bacterie in 1998 ook op in de Vlaamse aardbeiculturen. Telers waren daarover bezorgd, omdat de beschikbare kennis over de bacterie miniem was, en daarmee ook de mogelijkheden om de ziekte te begrijpen en te beheersen.

Vooreerst ontwikkelde Joachim Vandroemme een gevoelige en specifieke real-time PCR voor het opsporen van Xf in plantenmateriaal. Dit was nodig omdat Xf zich moeilijk via de courante diagnostische methoden laat detecteren, zeker omdat de concentraties in besmette planten dikwijls laag blijven en er zich dan ook geen (duidelijke) symptomen vormen. De ontwikkelde techniek is een waardevol instrument voor het onderzoek en tegelijk ook voor diagnose van twijfelachtige partijen plantgoed. De performante detectiemethode zal echter geen totale infectievrijheid garanderen. Het onderzoek van J. Vandroemme toonde dat Xf bijzonder lokaal en diffuus in de plant schuilt (op één blad wel, op andere niet), zodat de kans bestaat dat Xf al tijdens de staalname gemist wordt. Een veralgemeende toepassing van de real-time PCR bij de screening van al het verhandelde aardbeiplantgoed is irrealistisch en onbetaalbaar.

Joachim bestudeerde hoe Xf zich tijdens het ziekteverloop binnenin de aardbeiplant ontwikkelt en verspreidt. Daarvoor genereerde hij een groen fluorescente mutant van Xf, die gemakkelijk in het besmette plantenweefsel teruggevonden kon worden met behulp van confocale fluorescentiemicroscopie. De symptoomontwikkeling bleek erg gerelateerd aan vochtige weersomstandigheden. Onder droge condities overleefde de bacterie in de planten wel, maar zonder (duidelijk) zichtbare symptomen te veroorzaken. Geruststellend is dat Xf zich binnenin de plant (binnen het bladmoes) veel minder verspreidt dan vooraf aangenomen. De belangrijkste bron van infectie van nieuw weefsel komt van uitwendige en mechanische gebeurtenissen, vb. door een snoeischaar, schoeisel, menselijke manipulaties. Dergelijke externe verspreiding kan vrij goed met teelttechnische maatregelen beheerst worden, wat hoopgevend nieuws is voor de telers.

In een derde onderzoeksdeel ging Joachim nader in op de precieze relatie tussen Xf en de aardbeiplant. Hij analyseerde daarvoor gekende plantpathogene functies en vooral ook het volledige genoom van Xf. De conclusie is dat Xf een eerder zwakke pathogeen is die zich heeft gespecialiseerd in overleven binnenin een levende aardbeiplant. Het genoom van Xf is bijna een vijfde kleiner dan dat van verwante bacteriën. Daardoor is Xf sterk beperkt en overleeft hij moeilijk buiten zijn gastheer.

In de kantlijn van zijn onderzoek bestudeerde Joachim ook nog Xanthomonas arboricola pv. fragariae, een vermeende tweede bacteriële ziekteverwekker op aardbei, die pas in 2001 werd gemeld in Italiaanse aardbeiteelten. De analyse van specifieke genen en totale genomen bracht aan het licht dat bacteriële stammen met deze naam geen biologische eenheid vormen en dat de pathovar waarschijnlijk dus niet bestaat. Ook de pathogeniciteit van de stammen kon niet bevestigd worden. Vermoedelijk gaat het hier om algemeen plant-gerelateerde bacteriën die verkeerdelijk verantwoordelijk werden gesteld voor ziektebeelden die een andere oorzaak hadden. De resultaten ontkrachten dus X. arboricola pv. fragariae als een potentieel nieuwe bedreiging voor de Vlaamse aardbeiteelt.
Uit al het werk van Joachim bleek Xf een heel gastheer-specifieke maar eerder milde pathogeen van aardbei te zijn. De bacterie houdt zich vooral op in het bladmoes van aardbeiplant. Enkel onder vochtige teeltomstandigheden ontwikkelt de bacterie zich in die mate dat er productieverlies is. Deze conditionele ontwikkeling zorgt er echter voor dat de internationale verspreiding van Xf heel moeilijk te beheersen valt met klassieke quarantainemaatregelen. Vanuit deze visie zijn de resultaten van Joachims doctoraat (reeds) gebruikt om een risico-analyse (“Pest Risk Assessment”) voor Xf in de Europese Unie op te stellen. Dit document, een samenwerking tussen ILVO en de Nederlandse Voedsel- en Warenautoriteit (NVWA), kan op termijn leiden tot een herziening van de quarantaine-regulering van Xf binnen de Europese Unie.

Op maandag 13 mei 2013 verdedigde Joachim Vandroemme zijn doctoraatsscriptie “Detection of Xanthomonas fragariae and polyphasic characterization of its relationship with strawberry” aan de faculteit Wetenschappen van de Universiteit Gent. Een deel van het Xf - aardbei onderzoek vond plaats in het kader van een IWT-Landbouwtraject, in samenwerking met de partners Proefcentrum Hoogstraten (PCH), het Proefcentrum Fruitteelt VZW (PCF) en het Laboratorium voor Microbiologie, Universiteit Gent (LM-Ugent).

Doctoraat Joachim Vandroemme: “Detection of Xanthomonas fragariae and polyphasic characterization of its relationship with strawberry” 

Meer info:
Joachim Vandroemme joachim.vandroemme@ilvo.vlaanderen.be
Dr. Martine Maes, ILVO wetenschappelijk directeur Gewasbescherming en co-promotor van het doctoraat, martine.maes@ilvo.vlaanderen.be 09 272 24 74
Greet Riebbels, ILVO communicatie, , Greet.Riebbels@ilvo.vlaanderen.be GSM 0486 26 00 14