Algemeen Plantenpest(er): Pseudomonas syringae pv. syringae in peer en steenfruit

Wat is Pseudomonas syringae (Ps) en waar komt deze bacterie voor?

Pseudomonas syringae, of kortweg Ps, is een complex van bacteriën dat bestaat uit meer dan 60 varianten die elk specifieke plantensoorten ziek kunnen maken. Die varianten worden pathovars genoemd. Ze worden aangetroffen in alle klimaatzones en op alle continenten, maar toch voornamelijk in gematigde klimaten met natte en frisse lentes, zoals in België. We vinden Ps bacteriën terug op heel veel plantensoorten, waaronder ook verschillende land- en tuinbouwgewassen. Bovendien worden ze ook wel eens aangetroffen in rivieren, meren, wolken, regen en sneeuw, waardoor ze nauw geassocieerd zijn met de natuurlijke watercyclus op aarde.

In deze editie van de Plantenpester vestigen we de aandacht op de meest geduchte pathovar van het Ps complex: Pseudomonas syringae pv. syringae (alias Pss). Pss werd in 1902 voor het eerst geïsoleerd in Nederland uit seringen, maar inmiddels is schade door Pss al vastgesteld in fruitbomen, groenten, sierplanten, granen en grassen. Vooral in fruitboomgaarden is Pss de laatste jaren een terugkerend probleem, met bloesemsterfte in perelaars en bacteriekanker in steenfruit als typische ziektebeelden. De pathogeen kan gemakkelijk uit ziek plantenweefsel geïsoleerd worden in het labo. Op kweekmedium lijken de bacteriekolonies in eerste instantie niet bijzonder (grijs-witte kleur), maar onder UV-licht fluoresceren ze meestal blauw (Figuur 1).

Pss infectieproces en symptomen

Bij het vallen van de bladeren in de herfst vormen bladlittekens een ideale toegangspoort voor Pss. Via deze littekens migreren de bacteriën naar de slapende knoppen, waar ze overwinteren. Ook in aangetast houtig weefsel, beter bekend als kankers, kan Pss de winter overbruggen. In het voorjaar vermeerderen de bacteriën zich en verspreiden ze zich via regen en wind naar de ontluikende bladeren en bloesems. Hier overleeft de bacterie epifytisch, wachtend op de juiste omstandigheden om de plant binnen te dringen en ziek te maken. Vooral langdurige periodes van koel en vochtig weer bevorderen het ziekteverloop. Daarnaast maken verwondingen door hagelinslag of vorst de bomen extra vatbaar voor infectie door de pathogeen.

De eerste symptomen manifesteren zich meestal als het afsterven van blad- en bloemknoppen en het verwelken van bloesems en jonge scheuten. In de zomer kunnen er vlekken verschijnen op de bladeren en vruchten. Bij peer zijn deze bladvlekken bruin-zwart (Figuur 2), terwijl ze bij steenfruit aanvankelijk waterig zijn en later rood-bruin verkleuren, soms met een gele rand (Figuur 3). Schade aan de vruchten is het meest uitgesproken bij peer (bruin-zwarte vlekken). Vruchten met symptomen vallen vaak af tijdens de junirui. Als ze toch blijven hangen, vertonen ze een typische kromming of verruwing van de vruchtschil, met kwaliteitsverlies als gevolg. Bij steenfruit (niet bij peer) kan de infectie zich ook verderzetten in het houtige weefsel van de boom, wat kan leiden tot kankervorming en het afsterven van volledige takken. Kankers zijn te herkennen aan zwart verkleurde plekken op de schors, soms in combinatie met een kleverige, gekleurde afscheiding (gomvorming). Onder de schors is er vaak een oranje verkleuring zichtbaar.

Pss symptomen in peer worden al eens verward met die van bacterievuur, veroorzaakt door Erwinia amylovora. Een belangrijk verschil is dat Erwinia-infecties vooral optreden bij hogere temperaturen. Daardoor worden de symptomen doorgaans later in het seizoen waargenomen dan die van Pss.

Wist je dat Pss superkrachten heeft?

Speciale membraaneiwitten van de bacterie kunnen de vorming van ijskristallen bevorderen bij temperaturen boven het natuurlijke vriespunt van zuiver water. Dit is de zogenaamde ‘ice nucleation’ of IN-activiteit van Pss. Dankzij deze eigenschap kan de bacterie de vorming van neerslagdruppels beïnvloeden en zo z’n eigen depositie uit de atmosfeer regelen. Slim en handig toch?

Helaas maakt Pss ook gebruik van z’n IN-krachten om planten te beschadigen. De bacteriën kunnen het weefsel van planten bevriezen bij temperaturen net onder het vriespunt. De meeste houtachtige planten kunnen vriestemperaturen tot -5 °C zonder veel problemen verdragen, maar met Pss kunnen die al veel sneller vorstschade oplopen. Hierdoor kunnen de bacteriecellen gemakkelijker binnendringen en zo toegang krijgen tot voedingsstoffen. Een andere strategie die Pss hanteert om het plantenweefsel te koloniseren, is de productie van coronatine, een toxine dat de opening van huidmondjes reguleert. Huidmondjes zijn natuurlijke openingen aan het oppervlak van planten die dienen voor water- en gasuitwisseling met de lucht. Normaal gesproken sluiten deze huidmondjes spontaan als een pathogeen probeert binnen te dringen. Coronatine gaat in tegen dit verdedigingsmechanisme en zorgt ervoor dat de huidmondjes zich opnieuw openen zodat Pss vrije toegang krijgt.

Wat kan je doen om Pss aantasting te voorkomen?

Bestrijden van Pss is jammer genoeg niet mogelijk. In Europa is het gebruik van antibiotica als gewasbeschermingsmiddel niet toegestaan. De enige goeie strategie is dus infecties voorkomen of de kans op infecties toch zo klein mogelijk maken. Hoe? Allereerst is het van belang om gezond teeltmateriaal (vrij van bacteriën) aan te kopen. Daarnaast wordt beregening op bovengrondse plantendelen liefst zoveel mogelijk vermeden, net als het toebrengen van onnodige verwondingen die de voornaamste toegangspoorten vormen voor de bacteriën. Aangezien infecties vooral plaatsvinden onder natte omstandigheden, is het eveneens raadzaam om enkel te snoeien tijdens droge periodes.

Wanneer het vriest of dreigt te vriezen, is het van groot belang om fruitbomen en fruitbloesems tegen vorst te beschermen met warmte of andere methoden. Kort gemaaid gras onder de bomen kan er bijvoorbeeld al voor zorgen dat de bodem ’s nachts beter zijn warmte afgeeft, waardoor de omgevingstemperatuur rond de bomen iets hoger zal liggen. Bovendien is goed maaibeheer en onkruidbestrijding belangrijk omdat grassen en onkruiden vaak een bron van Pseudomonas zijn. Ook andere mogelijke besmettingsbronnen, zoals geïnfecteerde takken, moeten consistent verwijderd worden uit de boomgaard.

Tot slot kunnen er producten ingezet worden om de groei van Pss af te remmen. Er zijn enkele koper-gebaseerde middelen erkend die toegepast worden op risicovolle momenten voor infecties door Pss, zoals in het voorjaar en bij bladval. Daarnaast bestaan er ook alternatieve producten op basis van bio-controle organismen (bv Aureobasidium pullulans, Bacillus subtilis, B. amyloliquefaciens).

Wat doet ILVO rond Pss?

ILVO is betrokken bij verschillende aspecten van het Pss onderzoek. We zijn partner in het VLAIO project ‘Ctrl-Pseudo’ waarin de populatiedynamiek van Pss in Vlaamse peren- en kersenboomgaarden wordt gemonitord. Ook worden binnen Ctrl-Pseudo de omstandigheden die infecties bevorderen in kaart gebracht, en worden betrouwbare serre-infectietesten ontwikkeld voor het evalueren van nieuwe bestrijdingsmethoden tegen Pseudomonas.

Verder wordt er in het kader van een doctoraatsproject onderzoek gedaan naar een bio-controle strategie tegen bacteriekanker in kers op basis van bacteriofagen. Dit zijn virussen die uiterst gericht schadelijke bacteriën kunnen vernietigen.

Tot slot maakt ILVO de export van peren mogelijk door de verplichte analyses van bacteriën (en insecten) uit te voeren. België behoort tot de top van de perenproducenten in de EU, met als paradepaardje de Conference-peer. Vóór 2014 werd 60% van de productie uitgevoerd naar Rusland. Echter, op 7 augustus 2014 voerde Rusland een boycot in op Europees voedsel en moest er op zoek gegaan worden naar alternatieve afzetmarkten. Nieuwe markten werden aangeboord in o.a. China, Brazilië en Vietnam, maar deze landen leggen specifieke eisen op over de gezondheid van de peren. Zo moet voor export naar Vietnam de afwezigheid van o.a. Pss aangetoond kunnen worden. Hiervoor analyseren we het kroontje aan de onderzijde van de peer (dit zijn de verdroogde bloemdelen) op de aan- of afwezigheid van de bacterie (Figuur 4).