Een nieuwe studie onder leiding van Texas A&M AgriLife-onderzoekers heeft enige resistentie tegen zebrachips bij bepaalde wilde aardappelsoorten aan het licht gebracht.

De studie van 52 wilde aardappelsoorten - waarvan één toetreding resistent was en drie tolerant voor de ziekte - vond plaats als onderdeel van een poging om nieuwe genetische resistentie te identificeren tegen de ziekte, die de aardappelproductie wereldwijd beïnvloedt.

De studie, "Identification and Characterization of Potato Zebra Chip Resistance Among Wild Solanum Species", verscheen onlangs in het tijdschrift Frontiers in Microbiology .

De primaire onderzoeker voor de studie was Kranthi Mandadi, Ph.D., een Texas A&M AgriLife Research-wetenschapper bij het Texas A&M AgriLife Research and Extension Center in Weslaco en universitair hoofddocent bij de Texas A&M's Department of Plant Pathology and Microbiology.

Medeonderzoekers van het onderzoek zijn onder meer Isabel Vales, Ph.D., AgriLife Research universitair hoofddocent en aardappelveredelaar, Bryan-College Station, en Carlos Avila, Ph.D., AgriLife Research universitair hoofddocent en groenteveredelaar, Weslaco, beide in de afdeling Tuinbouwwetenschappen; en Freddy Ibanez, Ph.D., een AgriLife Research-wetenschapper in het centrum en assistent-professor in de Texas A&M Department of Entomology.

Anderen die bij het onderzoek betrokken waren, waren de Texas A&M AgriLife Research-wetenschappers Victoria Mora, M.S., Manikandan Ramasamy, Ph.D., Mona Damaj, Ph.D., en Sonia Irigoyen, Ph.D., in het Weslaco-centrum, evenals Veronica Ancona, Ph.D., een plantenpatholoog en universitair hoofddocent aan de Texas A&M University-Kingsville.

"Dit soort resultaten was precies wat AgriLife Research voor ogen had toen we besloten om Insect Vector Diseases Seed Grants te financieren", zegt Henry Fadamiro, Ph.D., Chief Scientific Officer en Associate Director, AgriLife Research, en associate dean, Texas A&M College of Landbouw en Life Sciences. "We willen de wetgevende macht van Texas bedanken voor het financieren van AgriLife Research's IVD Exceptional Item Request die deze zaadsubsidies mogelijk heeft gemaakt. Hun voortdurende steun is van onschatbare waarde."

Wat is zebrachipziekte?

Zebrachips zijn een complexe ziekte vanwege de associatie met de niet-kweekbare bacterie Candidatus Liberibacter solanacearum en de overdracht door een insectenvector, de aardappel psyllid. De ziekte werd voor het eerst gemeld in Saltillo, Mexico, en vervolgens in Zuid-Texas, en werd ontdekt in veel andere staten en commerciële aardappelteeltgebieden van de wereld. Als dit niet wordt gecontroleerd, kan dit leiden tot opbrengstverliezen van aardappelen tot 94%.

Bovengrondse symptomen van door zebrachips aangetaste planten zijn onder meer paarsachtige verkleuring van jonge bladeren, opwaarts rollen van bovenste bladeren, aanwezigheid van luchtknollen, verwelking, groeiachterstand en plantendood.

"Door zebrachips aangetaste knollen zijn van slechte kwaliteit en vertonen vasculaire ringbruining en bruine vlekjes," zei Mandadi. "Deze chips hebben ook een bittere smaak en donkerbruin gestreepte, zebra-achtige patronen wanneer ze worden gebakken."

Hij zei dat de ziekte uiteindelijk de opbrengst verlaagt en de kwaliteit van de knol onverkoopbaar wordt.

"Als het niet onder controle wordt gehouden, kan de ziekte een aanzienlijk nadeel worden voor de aardappelproductie."

Waarom het onderzoek?

De aardappel wordt in meer dan 160 landen verbouwd en wordt na tarwe, maïs en rijst beschouwd als het op drie na belangrijkste voedselgewas. Het is een rijke bron van koolhydraten en levert andere essentiële voedingsstoffen, zoals voedingsvezels, vitamines, mineralen, eiwitten en antioxidanten.

"De aardappel is wereldwijd een belangrijk voedselgewas", zegt Mandadi. "Omdat de vraag naar verse en verwerkte aardappelproducten wereldwijd toeneemt, is er behoefte aan het beheersen en beheersen van opkomende ziekten zoals zebrachips."

In Texas worden aardappelen geteeld in alle regio's met een aanzienlijke hoeveelheid commerciële groenteproductie. Commercieel areaal voor de aardappelteelt is te vinden in de South Plains, Panhandle en Rolling Plains, evenals in de gebieden Winter Garden en Rio Grande Valley.

"In Texas hebben we al meer dan 20 jaar te maken met de zebrachips", zegt Vales. "In die tijd is de ziekte alomtegenwoordig geworden en heeft ze zich niet alleen in deze staat maar ook in andere aardappelproducerende staten uitgebreid."

De bacterie en de insectenvector die in verband worden gebracht met zebrachips, kunnen ook andere groentegewassen en producten aantasten, waaronder tomaten, paprika's en wortelen.

Vales zei dat de huidige strategieën voor het beheer van zebrachips voornamelijk draaien om het beheersen van de psyllid-vector met insecticiden of door het veranderen van culturele praktijken, zoals het plannen van plantdata om blootstelling aan de psyllid-populatie uit te stellen.

"Maar beide hebben slechts marginale voordelen, en hoewel het gebruik van chemische maatregelen heeft bijgedragen aan de beheersing van de psyllid-populatie, gaat deze benadering gepaard met hoge kosten en het potentieel voor verhoogde resistentie tegen insecticiden," zei ze. "Daarom is het identificeren en kweken van nieuwe genetische resistentie en tolerantie voor de zebrachip een andere belangrijke manier om geïntegreerde plaagbestrijding te bereiken."

Vales zei dat eerdere studies variaties hebben gemeld in de voorkeur van de psyllid voor wilde aardappelsoorten en hun kweekklonen.

De onderzoeksresultaten

"De afgelopen vier jaar heeft ons team benaderingen bestudeerd om de ziekte van zebrachips onder controle te houden dankzij startfinanciering van projecten die verband houden met het Insect Vector Diseases Grant Program," zei Mandadi.

Het plantmateriaal van 52 wilde aardappelaanwinsten behorend tot een Solanum-sekte. Het Petota-diversiteitspanel, gekweekt uit echte aardappelzaden verkregen van het Amerikaanse National Plant Germplasm System in Wisconsin, werd in het onderzoek gebruikt.

"Nieuwe bronnen van resistentie tegen zebrachips werden geïdentificeerd in een wilde verzameling knoldragende Solanum-soorten die aanwezig zijn in het Petota-paneel," zei Mandadi. "Dit panel van wilde aardappel is een taxonomisch goed gekarakteriseerde en diverse collectie waaruit men waardevolle aardappeleigenschappen kan delven."

Verscheidene van de 52 toetredingen waren vatbaar en matig vatbaar, met wat opwaarts rollend blad, chlorose en plantengroei, zei Mandadi.

"Maar na de screening, fenotypische evaluaties en kwantificering van de bacteriën in de accessies die waren geïnfecteerd met bacteriedragende psyllids, identificeerden we één zebrachip-resistente accessie, Solanum berthaultii, samen met drie andere accessies die matig tolerant waren voor zebrachips."

De drie toetredingen die in het onderzoek werden geïdentificeerd als matig tolerant voor zebrachips waren S. kurtzianum, S. okadae en S. raphanifolium.

Mandadi's team ontdekte ook dat S. berthaultii dichte glandulaire bladtrichomen heeft, en deze bladstructuurverandering zou een factor kunnen zijn die verantwoordelijk is voor een groot deel van de waargenomen zebrachipresistentie.

"Het bladgedeelte produceert een kleverige substantie die de psyllid lijkt vast te houden aan de plant wanneer deze ermee in contact komt", legt Mandadi uit. "Als gevolg hiervan sterven veel psyllids voordat ze zich voortplanten, waardoor de overdracht van de bacterie naar planten wordt verminderd."

Hij merkte op dat de S. berthautii wilde aardappel-toetreding zijn oorsprong vindt in Bolivia, dat grenst aan Peru, van oudsher geïdentificeerd als de voorouderlijke "geboorteplaats" van de gecultiveerde aardappel.

Hij zei dat S. berthaultii een veelbelovende bron is voor resistentie tegen zebrachips die verder kan worden bestudeerd om de mechanismen van insectenresistentie te begrijpen en in het aardappelproductiesysteem kan worden opgenomen.

"Het kan mogelijk worden gebruikt bij het veredelen van nieuwe aardappelrassen of zelfs als een 'valgewas' dat naast meer traditionele aardappelrassen kan worden geplant als een manier om psyllids te helpen elimineren," zei Mandadi.

Hij merkte ook op dat soortgelijke benaderingen bij het identificeren van nieuwe genetische resistentie en tolerantie bij wilde plantensoorten kunnen helpen bij het beheersen van andere verwoestende gewasziekten, zoals aardappelziekte, vergroening van citrusvruchten, de ziekte van Pierce van druiven en bananenverwelking. + Verder verkennen

Nieuwe variëteit aan zebrachipziekte bedreigt aardappelproductie in het zuidwesten van Oregon