Een internationaal consortium met prominente deelname van de Fisiovegen-groep aan de Universiteit van León heeft een mechanisme onthuld dat verklaart hoe Zymoseptoria tritici slaagt erin het tarweblad te koloniseren zo effectief. Septoria verwelkingsziekte, die wijdverbreid is in Europese granen, verstoort de fotosynthese en leidt tot aanzienlijke opbrengstverliezen in natte seizoenen.
Uit het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift New Phytologist, blijkt dat de ziekteverwekker gebruikmaakt van een “stille” infectiestrategie: bepaalt wanneer en hoe het de celwand van de gastheer afbreekt om te voorkomen dat de verdediging van de plant voortijdig wordt geactiveerd, en laat pas later zijn necrotrofe kant zien.
Wat is er bekend over de ziekteverwekker en de symptomen die hij in het veld vertoont?
Bladvlekkenziekte Septoria, veroorzaakt door Z. tritici, verschijnt op de onderste bladeren en verspreidt zich in de loop van de tijd naar boven, met langwerpige vlekken en zwarte pycnidia die de vruchtvorming van de schimmel onthullen. Deze schade vermindert het actieve bladoppervlak en daarmee het vermogen van de plant om biomassa en graan te produceren.
In productieve omgevingen in Spanje en Europa kan de ziekteverwekker de oogsten aanzienlijk verminderen als het klimaat zijn cyclus begeleidt, vooral met koele en regenachtige bronnenDaarom is het belangrijk om de zwakke punten van deze gewassen te begrijpen, zodat geïntegreerde beheersingsprogramma's en het toepassingsvenster voor fungiciden kunnen worden aangepast.
De stealth-infectietactiek: ZtGH45-regulering
Het team beschrijft een strikte temporele regulatie van het enzym ZtGH45In de beginfase, wanneer de schimmel zich vestigt zonder zichtbare symptomen te veroorzaken, onderdrukt hij de expressie van deze glycohydrolase om de immuunbewaking van de tarwe te omzeilen.
Pas in het necrotrofe stadium, wanneer er laesies beginnen te verschijnen, activeert de ziekteverwekker ZtGH45 om specifieke componenten van de celwand afbrekenBij dit proces komen oligosachariden vrij die de plant herkent als DAMPs. Hierdoor worden verdedigingsmechanismen geactiveerd die in de beginfase de kolonisatie zouden hebben verhinderd.
Onderzoekers zijn er voor het eerst in geslaagd detecteren en kwantificeren Deze oligosachariden werden aangetroffen in geïnfecteerde tarwebladeren, wat hun aanwezigheid in de plant bevestigt. Deze mijlpaal bevestigt het verband tussen gerichte celwandafbraak en immuunactivering.
- De initiële onderdrukking van ZtGH45 maakt het mogelijk Voorkom detectie door tarwe.
- Late expressie bevordert de voeding en uitbreiding van de schimmel in reeds aangetast weefsel.
- Het patroon ondersteunt het concept van stealth-infectie: eerst in stilte koloniseren en dan het weefsel exploiteren.
Bovendien lieten testen met het oligosaccharide MLG43 zien dat een tarwevoorbehandeling verhoogt de resistentie tegen de ziekteverwekker, waardoor deze verbindingen in aanmerking komen voor biotechnologische beschermingsmiddelen.
Implicaties voor gewasbescherming in Europa en Spanje
Deze ontdekking opent de deur naar strategieën die de waarneming van DAMP's in het gewas verbeteren of de timing van interventie optimaliseren. Door deze kennis te integreren met risico- en fenologiemodellen zou het mogelijk maken om behandelingen te verfijnen tijdens periodes van de grootste kwetsbaarheid.
In Spaanse graanproducerende regio’s zoals Castilla y León, Aragón of Castilla-La Mancha is het gebruik van verdedigingsinductoren compatibel met geïntegreerd beheer kunnen resistentiegenetica aanvullen en de druk op fungiciden verminderen, waardoor hun effectiviteit behouden blijft.
Praktische aanbevelingen voor technici en boeren
- Controleer de basale bladeren vroegtijdig en noteer de verschijning van pycnidia om managementbeslissingen aan te passen.
- Combineer rassen met een goede bladgezondheid met rotaties en beheerde stoppels die het inoculum beperken.
- Weeg het gebruik van elicitors/oligosacchariden wanneer deze beschikbaar zijn en in het veld gevalideerd, afgestemd op de risicokalender.
- Plan fungiciden in kritieke vensters afhankelijk van het klimaat en de fenologische omstandigheden, vermijd late, ineffectieve toepassingen.
Volgende stappen in het onderzoek
Het moet nog worden vastgesteld welke combinaties van oligosachariden en welke doses een robuuste en aanhoudende reactie in verschillende variëteiten en onder verschillende klimatologische omstandigheden. Het zal ook belangrijk zijn om te onderzoeken of andere graanpathogenen vergelijkbare enzymregulerende tactieken gebruiken.
Met zo'n wijdverbreide en kostbare ziekte, evenwicht begrijpen De relatie tussen celwandafbraak en activering van de afweer markeert een keerpunt: het stelt ons in staat om nauwkeurigere oplossingen te bedenken, van plantenveredeling gericht op de perceptie van DAMPs tot veldklare inductorformuleringen.