Menu Sluiten

Bacteriën als wapen tegen houtschimmels

Schimmels infecteren de wijnstok en produceren fytotoxinen, stoffen die giftig zijn voor de plant. Hierdoor ontstaan houtziektes die niet of nauwelijks te bestrijden zijn, want er zijn geen curatieve middelen beschikbaar. Bacteriën in de wijngaard bieden echter dapper weerstand tegen houtschimmels en lijken de oplossing te hebben voor dit probleem.

Bacteriën in de wijngaard

Van nature komen bacteriën voor op de wijnstokken in de wijngaard. Vaak hebben zowel de wijnstok als de bacterie hier baat bij, ze leven in ‘symbiose’. Dit betekent dat de bacterie zich bijvoorbeeld voedt met de organische verbinden die de wijnstok uitscheidt en in ruil daarvoor ook de wijnstok helpt. De bacterie kan namelijk voedingsstoffen verzamelen, omgevingsstress verminderen, of bijvoorbeeld antistoffen produceren waardoor de afweer tegen ziektes verbetert. Bacteriën uit de Bacillus familie worden vaak op wijnstokken in (gezonde) wijngaarden aangetroffen en hebben gunstige eigenschappen voor de wijnstok. Ze kunnen bijvoorbeeld zorgen voor verhoogde systemische resistentie tegen Botrytis cinerea. Vooralsnog zijn er echter geen bacteriën bekend die werken tegen de houtschimmels die onder andere Eutypa dieback, Phomopsis dieback, Botryosphaeria dieback en het esca complex veroorzaken (zie ook dit artikel over houtschimmels in de wijnstok).

Bacterie uit de Bacillus familie. Pinto, 2018 via CC BY 4.0
Bacterie uit de Bacillus familie.
Aangepast van Pinto, 2018 via CC BY 4.0

Botryosphaeria dieback

Neofusioccum parvum is één van de schimmels die de houtziekte Botryosphaeria dieback veroorzaakt. Bij een infectie van de wijnstok produceert deze schimmel de stoffen (-)-terremutin en (R)-mellein. Dit zijn fytotoxinen, stoffen die giftig zijn voor de plant. Het is echter onduidelijk welke symptomen van Botryosphaeria dieback precies veroorzaakt worden door deze fytotoxinen. Wel weet men dat hoe agressiever de schimmelinfectie is, hoe meer er van deze fytotoxinen aanwezig zijn in het hout van de wijnstok. Er zijn momenteel geen middelen die gebruikt kunnen worden in de wijngaard om een infectie van Neofusioccum parvum of één van de andere schimmels die Botryosphaeria dieback veroorzaken tegen te gaan. Ook zijn er geen middelen tegen de fytotoxinen van deze schimmels. Een nieuw middel om deze schimmels en hun giftige fytotoxinen te bestrijden is dus zeer gewenst.

Bacterie vs. schimmel in het laboratorium

De bacterie Bacillus subtilis PTA-271 is aangetroffen op de wortels van gezonde Chardonnay wijnstokken in het Champagne-gebied in Frankrijk. Omdat deze bacterie in symbiose leeft met de wijnstok wordt vermoed dat hij gunstige is voor de wijnstok. Om te kijken of Bacillus subtilis PTA-271 een effect heeft op Neofusioccum parvum, de houtschimmel die Botryospaeria dieback veroorzaakt, worden ze samen in een petrischaaltje gekweekt. De bacterie onderdrukt de groei van Neofusioccum parvum, al is dit effect duidelijker bij 28℃ dan bij een kweek op 22℃. Na een paar dagen wint de schimmel echter alsnog de strijd van de bacterie.

Schimmel en bacterie op kweek. De bacterie Bacillus subtilis PTA-271  (Bs) remt de groei van de schimmel Neofusioccum parvum (Bt67). De kweek bij 28 graden (A) laat op alle tijdstippen een verminderde groei van de schimmel zien. Bij 22 graden (B) is na 4 dagen duidelijk een remming op de schimmelgroei te zien.
Schimmel en bacterie op kweek in petrischaaltjes. De bacterie Bacillus subtilis PTA-271 (Bs) remt de groei van de schimmel Neofusioccum parvum (Bt67). De kweek bij 28 graden (A) laat op alle tijdstippen een verminderde groei van de schimmel zien. Bij 22 graden (B) is na 4 dagen duidelijk een remming op de schimmelgroei te zien.
Trotel-Aziz, 2019 via CC BY 4.0

Bacillus subtilis PTA-271 zorgt er ook voor dat de fytotoxinen die Neofusioccum parvum produceert worden afgebroken. Wanneer de fytotoxinen (-)-terremutin en (R)-mellein worden toegevoegd aan een petrischaaltje met enkel de bacterie, dan is na drie dagen een daling van 50-60% van de fytotoxinen waarneembaar. De bacterie breekt de fytotoxinen af en kan de wijnstok dus ook op deze manier beschermen tegen de schimmel.

Bacterie vs. schimmel in de wijnstok

De effecten van de bacterie Bacillus subtilis PTA-271 op de groei van de Neofusioccum parvum schimmel en de productie van fytotoxinen is getest in wijnstokken van de Chardonnay druif. De wijnstokken zijn handmatig besmet met de schimmel waardoor Botryosphaeria dieback ontstaat. Al tien dagen na de besmetting met de schimmel worden de symptomen van Botryospaeria dieback zichtbaar. De wijnstokken waarvan de wortels van tevoren behandeld zijn met Bacillus subtilis PTA-271 vertonen echter minder symptomen van de schimmelziekte. De met bacterie behandelde wijnstokken hebben minder sterfte van de scheut, de ‘canker’ op de plaats van infectie (aan de buitenkant van de scheut) is minder groot, en ook de aantasting van het hout binnenin de scheut kon tot 75% verminderd worden door Bacillus subtilis PTA-271. Deze bacterie lijkt dus over een efficiënte manier te beschikken om de Chardonnay wijnstok te beschermen tegen de Neofusioccum parvum schimmel.

Botryosphaeria dieback symptomen veroorzaakt door Neofusioccum parvum worden tegengegaan door de bacterie Bacillus subtilis PTA-271. Er is geen sterfte van de scheuten (A) en de aantasting van de schimmel is minder zowel op zowel de buitenkant (B) als binnenkant van het hout (C).
Botryosphaeria dieback symptomen veroorzaakt door Neofusioccum parvum worden tegengegaan door de bacterie Bacillus subtilis PTA-271. Er is geen sterfte van de scheuten (A) en de aantasting van de schimmel is minder zowel op zowel de buitenkant (B) als binnenin de scheuten (C).
Aangepast van Trotel-Aziz, 2019 via CC BY 4.0

Strijd om het immuunsysteem

De Chardonnay wijnstok begint met de productie van specifieke eiwitten wanneer hij in aanraking komt met de Neofusioccum parvum schimmel. Deze eiwitten behoren tot het immuunsysteem van de wijnstok. Dit gebeurt echter alleen wanneer de Bacillus subtilis PTA-271 bacterie aanwezig is. De bacterie versterkt het immuunsysteem van de wijnstok. De schimmel daarentegen probeert het immuunsysteem van de wijnstok uit te schakelen met behulp van zijn fytotoxinen. De fytotoxinen onderdrukken de productie van dezelfde eiwitten die onder invloed van de bacterie worden vermeerderd. De fytotoxinen verzwakken het immuunsysteem van de wijnstok.

De Bacillus subtilis PTA-271 bacterie gaat zodoende op drie fronten het gevecht aan met de schimmel, het stimuleert het immuunsysteem van de wijnstok, vermindert de groei van de schimmel, én breekt de fytotoxinen af die door de schimmel geproduceerd worden.

Grafische samenvatting

grafische samenvatting

Wat kan de wijnboer hiermee?

Toekomstige studies zullen zich richten op de manier waarop de schadelijke fytotoxinen afgebroken worden door Bacillus subtilis PTA-271 en hoe het zorgt voor een remming van de schimmelgroei. Wanneer deze mechanismen bekend zijn, dan is het makkelijker om een middel te produceren dat curatief werkt. Dit zou enorm helpen om houtziektes zoals Botryosphaeria dieback in de wijngaard te bestrijden.
Deze onderzoeksresultaten bevestigen wederom dat een gezond bodemleven belangrijk is voor de gezondheid van de wijnstok en de weerstand tegen ziektes (maar dat weten wijnboeren al).

Bron:
Trotel-Aziz P, Abou-Mansour E, Courteaux B, Rabenoelina F, Clément C, Fontaine F, Aziz A. Bacillus subtilis PTA-271 Counteracts Botryosphaeria Dieback in Grapevine, Triggering Immune Responses and Detoxification of Fungal Phytotoxins. Front Plant Sci. 2019 Jan 24;10:25.
https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00025

Dit delen:

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

error: Content is protected !!