Fysisch-chemische inductie van plantweerbaarheid

Beschrijving

Doel van dit onderzoek is het in kaart brengen van de interactie tussen stuurlicht en inductie van plantweerbaarheid middels elicitors. Een elicitor is een stof die van buitenaf toegediend wordt bij de plant om een plantweerbaarheidsreactie te bewerkstelligen.

Planten beschikken over verschillende afweersystemen om zich te verdedigen tegen ziekten. Er zijn twee belangrijke (hormonale) regelsystemen: salicylzuur route en Jasmonzuur route. Via de salicylzuurroute wordt een verhoogde weerstand opgewekt tegen biotrofe pathogenen, zoals echte meeldauw. Via de jasmonzuur route wordt een verhoogde weerstand opgewekt tegen necrotrofe pathogenen, zoals botrytis. In dit project wordt gekeken naar de salicylzuurroute.

Dit onderzoek wordt uitgevoerd door Wageningen UR Glastuinbouw in samenwerking met LTO Glaskracht Nederland, Syngenta crop protection, Florensis en Philips Lighting met mede financiering vanuit de Topsector Tuinbouw &Uitgangsmateriaal.

Resultaten

In dit rapport wordt verslag gedaan van onderzoek naar de interactie tussen rood/verrood-stuurlicht en inductie van plantweerbaarheid middels elicitors. Het onderzoek bestond uit een reeks min of meer uniforme kasexperimenten uitgevoerd met groepen van jonge tomatenplanten als modelgewas, aangevuld met gerbera en enkele perkplanten als sierteeltgewassen. Het beoogde weerbaarheidseffect betrof het zogenoemde systemic acquired resistance (SAR), een universeel weerbaarheidssysteem dat met name relevant is voor biotrofe pathogenen. Per experiment werden de planten gemiddeld circa vier weken onder gestandaardiseerde condities opgekweekt in een kascompartiment met LED-faciliteiten. Gedurende deze periode ondergingen de planten de voor de betreffende vraagstelling benodigde relevante behandelingen. Door toediening van elicitors werd de primings-fase geïnduceerd, en vervolgens door inoculatie met een biotroof pathogeen (echte meeldauw) de daaropvolgende fase van geïnduceerde weerbaarheid. Vanuit LED-elementen die boven de planten hingen, werden stuurlichthoeveelheden van rood (R) en verrood (FR) licht toegediend, waarbij de verhouding R/FR, de belichtingsduur, en de periode van belichting de variabelen waren. De effecten van de behandelingen op de SAR-expressie werden vastgesteld door (a) bepaling van het SAR-hormoon salicylzuur, en door de expressie van pathogenesis related (PR) proteins op (b) RNA-niveau (PR1) en (c) eiwitniveau (1,3-ß glucanase-activiteit; PR2) te meten.

Priming middels toediening van elicitors leidde tot een significante (verhoogde) expressie van SAR(-merkers). Werkzaam waren Inssimo en 2,6-dichloroisonicotinezuur (INA). Althans in de hier gebruikte doseringen en onder de hier toegepaste condities bleken probenazole, ß-aminoboterzuur (BABA), salicylzuur, en Hicure niet effectief voor SAR-inductie. De experimenten lieten tevens zien dat SAR-inductie niet altijd gepaard gaat met (gedeeltelijke) onderdrukking van de meeldauwontwikkeling. Behalve SAR-expressie spelen ook andere factoren een belangrijke rol voor meeldauwinfectie en –ontwikkeling. Hoewel SAR-inductie geen absolute garantie bleek voor een betere bescherming tegen het pathogeen, is het gebruik van elicitors voor de praktijk interessant omdat de meeldauwonderdrukking die hiermee bereikt kon worden substantieel was. Dat er geen effect van stuurlicht toegediend na inoculatie werd waargenomen, suggereert dat althans de meeldauwontwikkeling op zichzelf ongevoelig is voor het toegediende rode/verrode stuurlicht.

De resultaten lieten een significant stuurlicht-effect zien op de expressie van SAR(-merkers), waarbij rood stuurlicht (hoge R/FR-verhouding) in vergelijking tot verrood stuurlicht en geen stuurlicht een stimulerend effect had op SAR-expressie. Deze waarneming sluit aan bij de in de literatuur gerapporteerde rol van fytochroom bij SAR. Tevens werd waargenomen dat dit stuurlicht-effect onder de hier toegepaste condities bewerkstelligd werd in de fase voorafgaande aan de meeldauwinoculatie. Daarbij correleerde toepassing van stuurlicht vóór inoculatie in de volgorde van verrood stuurlicht – geen stuurlicht – rood stuurlicht positief met onderdrukking van meeldauw. Deze stuurlicht-effecten op SAR-expressie en meeldauwontwikkeling zijn echter aanzienlijk geringer dan de effecten bewerkstelligd door de elicitors INA en Inssimo. Er werd geen consistente interactie of synergistisch effect van het stuurlicht en de elicitors aangetoond.