Literatuurstudie ringrot

In het voorjaar van 1999 werd voor het eerst in Nederland, op een bedrijf vlak bij de Duitse grens, de quarantaineziekte ringrot vastgesteld. Onmiddellijk rees de vraag, wat de introductie van deze nieuwe bacterieziekte voor Nederland, als pootgoed-exporterende natie, kan betekenen.

In 1999 zijn in opdracht van het Hoofdproduktschap Akkerbouw de belangrijkste feiten uit de wetenschappelijke literatuur over ringrot samengevat om een beeld te krijgen over de aard van de ziekteverwekker, de (potentiële) ernst van de schade en de verschillende mogelijkheden de ziekte te beheersen. Daarbij is uitvoerig aandacht besteed aan de verschillende methoden die tegenwoordig beschikbaar zijn voor detectie van de ziekteverwekker, omdat controle van pootgoed nog altijd de meest effectieve beheersmaatregel is.

De ziekte

Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus (Cms) is een vaatpathogeen dat de ziekte ringrot in de aardappel veroorzaakt, een ziekte gekenmerkt door verwelking van de plant en rot van de knollen. De symptomen worden in het veld vaak aan het einde van het groeiseizoen pas zichtbaar. Symptoomvorming wordt beïnvloed door aardappelras, lucht- en bodemtemperatuur, vochtgehalte en samenstelling van de grond en licht-input.
De ziekte komt voor in 31 landen, verspreid over vijf continenten, maar wordt voornamelijk gevonden in koele klimaatstreken op het noordelijk halfrond.
Cms kan op 3 manieren schade veroorzaken:

• door directe opbrengstverliezen tijdens de teelt en gedurende de opslag;
• door afkeuring van partijen als gevolg van slechte kwaliteit of vanwege vastgestelde toleranties;
• door verlies van exportmarkten of door gebrek aan moeilijkheden nieuwe markten te openen.

Vooral in Noord-Amerika is in deze eeuw de schade veroorzaakt door Cms zeer groot geweest. Binnen de EU is Cms een quarantaineziekte, die incidenteel problemen veroorzaakt in Duitsland en de Scandinavische landen. Nederland is dankzij een nauwgezet quarantainebeleid tot 1999 gevrijwaard geweest van de ziekte. In 1999 werd op één bedrijf, dichtbij de Duitse grens, een besmet bedrijf gevonden.

Verspreiding en overleving

Cms kan over grote afstanden worden verspreid via besmet pootgoed. Cms kan ook worden verspreid door besmette gereedschappen en machines in gemechaniseerde teelten. Er zijn geen aanwijzingen dat Cms tijdens de teelt makkelijk van plant naar plant kan worden overgebracht. Slechts wanneer wortelstelsels van planten direct met elkaar contact maken, lijkt een overdracht in een lage frequentie te kunnen voorkomen. Sommige insecten, zoals de coloradokever en de groene perzikluis, zijn in staat om de bacterie over te dragen van een zieke naar gezonde plant, maar de betekenis in de epidemiologie van Cms lijkt gering. In de plant wordt Cms vanuit besmette knollen via houtvaten in door de vaatbundels getransporteerd naar de stengel en via stolonen naar nieuw gevormde dochterknollen.
Cms kan in 5 zeer hoge dichtheden (> 1010 cellen per g) in het vaatweefsel voorkomen, maar ook in symptoomloos materiaal in zeer lage dichtheden. Op droge oppervlakten van gereedschappen en opslagruimtes kan Cms lang persisteren (> 2 jaar). In de grond lijkt Cms weinig persistent; onder constant koude en droge condities, die optimaal zijn voor overleving, kan de bacterie slechts negen maanden overleven. Over overleving in water is niets bekend. In de aardappelknol kan de bacterie, zowel tijdens de opslag als in het veld (aardappelopslag), makkelijk overleven. Naast de aardappel zijn de tomaat en diverse Solanum soorten, waaronder S. melongena (aubergine), geïdentificeerd als gastheren van Cms. Cms lijkt ook symptoomloos aanwezig te kunnen zijn in bietenzaad. In de praktijk geeft Cms alleen schade in de aardappel.

Bestrijding

Voor bestrijding van Cms in plantmateriaal zijn geen effectieve methoden voorhanden. Met antagonistische bacteriën wordt slechts een gedeeltelijke reductie van het aantal ringrot-zieke planten bereikt. Er zijn wel verschillende chemische en fysische methoden beschikbaar waarmee effectief de bacterie op besmet gereedschap en oppervlakten van bewaarfaciliteiten geëlimineerd kan worden. Er zijn tolerante aardappelrassen bekend, maar geen volledig resistente. Met het gebruik van de tolerante rassen dient men voorzichtig te zijn, omdat hiermee de bacterie ongemerkt verspreid kan worden.

Detectie en identificatie

De ziekte kan goed beheerst worden door gebruik te maken van schoon pootgoed. Visuele veldinspecties zijn onvoldoende, omdat Cms vaak latent in symptoomloos materiaal aanwezig is. Het gebruik van gevalideerde detectie- en identificatiemethoden is voor een betrouwbare keuring van pootgoed essentieel.
Detectie van Cms, een Gram-positieve bacterie, wordt bemoeilijkt door de trage groei op agarmedia, waardoor isolatie direct uit geïnfecteerd plantenweefsel vaak niet mogelijk is. Voor een eerste screening van plantenmateriaal op aanwezigheid van Cms wordt derhalve vaak gebruik gemaakt van serologische technieken, zoals agglutinatie, ELISA en immunofluorescentie cel-kleuring (IF) waarvoor polyklonale- en monoklonale antistoffen beschikbaar zijn. Geen enkele van de ontwikkelde antistoffen is helemaal vrij van kruisreacties. Vooral IF en ELISA worden veel gebruikt in keuringsprogramma's, waarbij IF (iets) beter scoort op gevoeligheid en specificiteit en ELISA beter geschikt is voor het verwerken van grote aantallen monsters. Voor ecologisch onderzoek aan Cms zijn ook een immunofluorescentie kolonie-kleuring (IFC) en een immunoïsolatie ontwikkeld.
Monsters die in de screeningsmethoden positief scoren, worden of direct beschouwd als besmet of worden nader geanalyseerd door plantenextracten in te spuiten in indicatorplanten als aubergine of tomaat. Vaak leidt dit tot selectieve ophoping van de bacterie. Symptomen op deze indicatorplanten zijn niet altijd typisch en worden soms gemaskeerd door aanwezigheid van andere microörganismen in de extracten. De laatste 10 jaar is een scala aan moleculair-biologische detectiemethoden beschikbaar gekomen, gebaseerd op specifieke detectie van nucleïnezuren (DNA/RNA), d.m.v. hybridisatiereacties. PCR geniet van deze methodes de meeste bekendheid. Een aantal van de ontwikkelde PCR-reacties heeft hoge specificiteit en geeft onder optimale omstandigheden een zeer hoge gevoeligheid. Efficiënte en robuuste DNA-extractiemethoden en betrouwbare controles zijn nodig voor betrouwbaar gebruik van PCR in de praktijk. Recentelijk is ook een methode ontwikkeld waarbij de Cms cellen gefixeerd aan microscoopglaasjes gekleurd worden met fluorescente oligonucleotiden (FISH), die specifiek RNA-moleculen aantonen. Deze methode kan in principe gecombineerd worden met de IF-kleuring, waardoor een betrouwbaardere uitslag verkregen kan worden. Cms kan als reincultuur betrouwbaar geïdentificeerd worden met een combinatie van serologische, biochemische en moleculair-biologische methoden, hoewel in de praktijk de pathogeniteitstoets nog vaak een doorslaggevende rol speelt.