Het effect van ouderdomsresistentie in suikerbiet op de overleving, vermeerdering en het gedrag van groene perzikluizen

Introductie
Ouderdomsresistentie is een overkoepelende term voor resistenties die worden geïnduceerd naarmate een plant of plantendeel veroudert. Ouderdomsresistenties kunnen tegen verschillende pathogenen zijn, zoals virussen, schimmels en insecten. De mechanismen die verantwoordelijk zijn voor de resistenties lopen erg uiteen. In suikerbiet is een ouderdomsresistentie mechanisme beschreven tegen de schimmel Rhizoctonia solani[1] en tegen bladluizen. Omdat bladluizen verantwoordelijk zijn voor de overdracht van verschillende virussen, zou dit ouderdomsresistentiemechanisme mogelijk kunnen bijdragen aan het oplossen van de virusproblematiek in suikerbieten.

Verschillende studies hebben de negatieve effecten van ouderdomsresistentie in suikerbieten op bladluizen aangetoond[2],[3],[4],[5]. Tot op heden is het onderliggende mechanisme van de ouderdomsresistentie nog onduidelijk. Wel weten we dat de maag van de bladluis zwart verkleurt voordat ze sterven, wat een mogelijke indicatie zou kunnen geven over het onderliggende mechanisme van ouderdomsresistentie. Ook bij het gebruik van insecticiden wordt rekening gehouden met de leeftijd van de suikerbietplant en worden er op oudere planten minder vaak insecticiden gebruikt. Echter, in deze tijd zou verdere informatie over dit ouderdomsresistentiemechanisme nuttig kunnen zijn, omdat de beschikbaarheid van actieve ingrediënten ter bestrijding van bladluizen steeds verder afneemt zullen de luizen vaker een resistentie ontwikkelen tegen de overgebleven actieve middelen, nu er minder middelen overblijven. Doordat er momenteel weinig geschikte middelen zijn ter bestrijding van bladluizen in suikerbieten in de EU[6],[7], zou de veredeling van suikerbieten door het versterken of het eerder induceren van de ouderdomsresistentie tegen luizen mogelijk een goed alternatief kunnen zijn voor de vergelingsproblematiek in suikerbieten.

Resultaten
In dit onderzoek is gekeken naar hoe het resistentiemechanisme het gedrag, de reproductie, de overleving en de vorming van zwarte maagjes van de bladluizen beïnvloedt. Onder gecontroleerde omstandigheden in de klimaatcellen van het IRS zijn verschillende experimenten gedaan, waaruit blijkt dat zowel de reproductie als de overleving sterk afneemt op oude bladeren vergeleken met jonge bladeren van 6-weken oude suikerbieten (6-8 bladstadium). Verder is er een sterke correlatie gevonden tussen de vorming van de zwarte stof en bladluissterfte. Wanneer de luizen op de oude bladeren geplaatst worden, lijken ze in eerste instantie “normaal” te kunnen voeden, maar na enkele dagen is het overgrote deel van de luizen op de jonge bladeren te vinden. Wat dus zou kunnen betekenen dat de luizen de ouderdomsresistentie kunnen waarnemen.

Ook is er in het onderzoek gekeken naar de verschillen in ouderdomsresistentie tussen zes suikerbietgenotypen. Zowel onder de gecontroleerde omstandigheden van de klimaatcellen als in een veldproef konden significante verschillen tussen de genotypen worden gevonden. Desalniettemin lagen de resultaten van de klimaatcellen en de veldproef niet op één lijn. Zo hebben bepaalde genotypen in het veld tot hoge ouderdomsresistentie geleid, terwijl deze in de klimaatcellen tot relatief lage resistentie hebben geleid, en andersom.

Conclusie
Ondanks dat ouderdomsresistentie tegen bladluizen in suikerbieten al tientallen jaren structureel wordt gebruikt door het verminderen van insecticidegebruik naarmate planten het 10de tot 12e bladstadium hebben bereikt, weten we zeer weinig over het moleculaire mechanisme wat ten grondslag ligt aan dit mechanisme. Ook was er zeer weinig bekend over de toxiciteit van ouderdomsresistentie tegen bladluizen en de ontwikkelings- en gedragsveranderingen van bladluizen door ouderdomsresistentie van de plant. Met dit onderzoek hebben we een eerste stap gezet naar het begrijpen van dit resistentiemechanisme. Niet alleen het gedrag van de luis, maar ook de reproductie en sterfte wordt sterk beïnvloed door ouderdomsresistentie. Daarbij hebben we significante verschillen gevonden tussen zes genotypen van suikerbiet. Omdat de resultaten in het veld niet in lijn waren met de proeven uit de klimaatcellen, denken we dat er niet één of enkele resistentiegenen verantwoordelijk zijn voor de resistentie. Daarentegen hebben we een sterk vermoeden dat zowel interne (leeftijd) als externe factoren (neerslag, temperatuur, bemesting etc.) een veel grotere rol spelen in ouderdomsresistentie. Zo denken we dat de plantfysiologie wordt beïnvloed, waardoor indirect het ouderdomsresistentiemechanisme wordt versterkt of verzwakt. Momenteel onderzoeken we welke omgevingsfactoren leiden tot hogere resistentie en hoe plantfysiologie door deze factoren wordt beïnvloed. Daarbij wordt er verder onderzoek gedaan naar het ontrafelen van de chemische samenstelling van de zwarte stof, omdat dit zou kunnen uitwijzen welke stof verantwoordelijk is voor de dood van de bladluizen.

Referenties

[1] Liu Y, Qi A and Khan MFR (2019) Age-dependent resistance to Rhizoctonia solani in sugar beet. Plant Disease 103, 2322–2329

[2] Thornhill, WA and Heathcote, GD (1987) Aphid (Hemiptera: Aphididae) populations and the incidence of virus yellows on insecticide-free sugar beet in south-eastern England in 1978–81. Bulletin of Entomological Research 77, 617–628

[3] Williams, C (1995) Effects of plant age, leaf age and virus yellows infection on the population dynamics of Myzus persicae (Homoptera: Aphididae) on sugar beet in field plots. Bulleting of Entomological Research 85, 557–567

[4] Kift, NB, Dewar, AM, Werker, AR and Dixon, AFG (1996) The effect of plant age and infection with virus yellows on the survival of Myzus persicae on sugar beet. Annals of Applied Biology 129, 371–378

[5] Kift, NB, Dewar, AM and Dixon, AFG (1998 a) Onset of a decline in the quality of sugar beet as a host for the aphid Myzus persicae. Entomologia Experimentalis et Applicata 88, 155–161

[6] Foster, S and Dewar, AM (2013) Neonicotinoid insecticides – a review of their contribution to the sugar beet crop. British Sugar Beet Review 81, 27–29

[7] Dewar, A and Qi, A (2021) The virus yellows epidemic in sugar beet in the UK in 2020 and the adverse effect of the EU ban on neonicotinoids on sugar beet production. Outlooks on Pest Management 32, 53–59

 

Dit project is een samenwerking tussen Wageningen Universiteit, IRS, SESVanderHave, TKI, Cosun Beet Company en The British Beet Research Organisation.

Originele publicatie: Schop S, Kloth KJ, Raaijmakers E, van der Vlugt RAA (2022). The effect of mature plant resistance in sugar beet (Beta vulgaris spp. vulgaris) on survival, fecundity and behaviour of green peach aphids (Myzus persicae). Bulletin of Entomological Research 1–8. https://doi.org/10.1017/S0007485322000128

Het effect van ouderdomsresistentie in suikerbiet op de overleving, vermeerdering en het gedrag van groene perzikluizen
Uitgelicht: Cambridge University Press - The effect of mature plant resistance in sugar beet on survival fecundity and behaviour of green peach aphids - March 2022

Contactpersonen

Sharella Schop
Promovendus plantenwetenschappen Wageningen
Elma Raaijmakers
Diagnostiek / nematoden / insecten

Mogelijk ook interessant