Geluidloze plantaardige pandemieën

Het coronavirus heeft het Jaar van de Plantgezondheid flink in de wielen gereden. Terwijl plantenziekten wereldwijd zelfs meer schade aanrichten en soms ook worden bestreden met quarantaine en vaccinatie.

‘Terwijl de wereld in de greep is van de pandemie van covid-19, verspreiden plantepidemieën zich geruisloos, met grote gevolgen voor gewasopbrengsten en de wereldeconomie. Terwijl 7,4 miljoen mensen zijn geïnfecteerd door sars-cov-2, hebben 822 miljoen mensen – meer dan 10 procent van de wereldbevolking – momenteel te maken met voedselonzekerheid. Waar ouderen en mensen met overgewicht een groter risico lopen om te overlijden door covid-19, zijn het kinderen en ondervoede mensen die het grootste risico lopen op de gevolgen van plantenziekten’, schrijven de biologen Sylvia He en Kate Creasey Krainer van de Amerikaanse Grow More Foundation in Molecular Plant van 6 juni. Het aantal doden als gevolg van het coronavirus is wereldwijd inmiddels opgelopen tot 1,34 miljoen, terwijl de teller voor aan honger gerelateerde dodelijke slachtoffers dit jaar alweer op 7,97 miljoen staat (The World Count, 19 november).

‘De wereldwijde gevolgen van plantenziekten en plagen zijn immens, maar toch spreken we bij planten meestal niet van pandemieën. Je hebt nu Xylella-bacteriën die olijfbomen in Zuid-Europa ernstig aantasten en een Fusarium-schimmel die de bananenteelt serieus bedreigt. Er zijn veel epidemieën in verschillende gewassen en gebieden, die opgeteld een enorme impact hebben. Maar het is minder zichtbaar’, zegt de Wageningse hoogleraar plantenziektekunde Francine Govers. Ze is redacteur van het cahier Plantgezondheid, dat dit jaar is uitgebracht door de stichting Biowetenschappen en Maatschappij in het kader van het Internationaal Jaar van de Plantgezondheid. Een door de Verenigde Naties ingesteld jaar om burgers bewuster te maken van het belang van gezonde planten in de bestrijding van honger en armoede en het stimuleren van duurzaamheid en economische ontwikkeling. Het is extra wrang dat juist een virus de aandacht voor het Jaar van de Plantgezondheid volledig ondersneeuwt. Wereldwijd gaat nog altijd een derde van de oogst verloren door plantenbelagers en proberen boeren en tuinders ze te bestrijden met – nog vaak – chemische middelen. In het cahier behandelen ruim veertig experts vrijwel alle aspecten rond plantgezondheid, fytosanitair toezicht, preventie en innovatieve bestrijdingsmiddelen, waaronder enkele opzichtige parallellen met de huidige covid-19-pandemie (zie kaders: Plantenpaspoort en quarantaine en Iepziekte en –vaccinatie).

‘De natuur is niet zo zwart-wit en tussen pathogeen zijn of groei bevorderen zit soms maar een klein verschil’

‘Ook nieuwe plantenziekten en plagen verplaatsen zich steeds sneller over de wereld en dankzij globalisering en toegenomen mobiliteit springen ze in korte tijd over van het ene naar het andere continent’, constateert Govers. ‘We dachten ooit dat we de tarweziekte zwarte roest door veredeling onder controle hadden. Maar in 1999 dook in Oeganda een nieuwe virulente stam op van de zwarte roestschimmel die nu al tot diep in Azië te vinden is, bij uitstek de regio waar veel tarwe geteeld wordt.’ Ook bij Govers’ eigen onderzoeksobject – de oömyceet of waterschimmel Phytophthora infestans, die de gevreesde aardappelziekte veroorzaakt – is zo’n snelle verspreiding gedocumenteerd. ‘Dat de aardappelziekte rond 1850 in Ierland tot grote misoogsten, hongersnood en massale volksverhuizing leidde, weten de meeste biologen wel. Minder bekend is dat rond 1978 vanuit Mexico een nieuw paringstype van Phytophthora in Europa is beland en zich razendsnel verspreid heeft. Phytophthora kan zich nu via seks voortplanten en zich veel sneller aanpassen. Dit heeft bestrijding van de aardappelziekte enorm gecompliceerd. Sporen van al deze ziekteverwekkers verspreiden zich vaak vliegensvlug door de lucht, en over meer dan anderhalve meter.’

ARABIDOPSIS

Veredeling op resistenties en uitgekiende programma’s om resistentiedoorbraak te voorkomen, zijn volgens Govers noodzakelijk, maar ook meer diversiteit in het veld door stroken- of mengteelt, teeltmaatregelen zoals precisielandbouw en ontwikkeling van meer biologische alternatieven voor chemische bestrijdingsmiddelen. De Utrechtse hoogleraar plant-microben-interacties en eveneens cahierredacteur Corné Pieterse constateert dat dankzij onderzoek aan modelplant Arabidopsis al veel fundamentele kennis beschikbaar is over weerbaarheid van planten. ‘Arabidopsis is gewoon een wilde plant en beschikt over dezelfde basale afweermechanismen als alle andere wilde planten en gewassen. Hierbij spelen twee hormonen – salicylzuur en jasmonzuur – een hoofdrol. Relatief simpele verbindingen, maar met complexe interacties. Een hoge productie aan salicylzuur betekent niet automatisch een verhoogde weerbaarheid, want hormoonproductie brengt ook kosten met zich mee’, vertelt Pieterse. Ook bij lage concentraties zijn planten heel goed in staat om, bij infectie met een schimmel of bacterie, een netwerk aan afweerreacties aan te zetten. ‘Een verhoogde productie van salicylzuur is daarbij vooral effectief tegen pathogenen die groeien in levend weefsel, terwijl jasmonzuur vooral aangrijpt op vraat en ziekteverwekkers die weefsel laten afsterven. Een complexe samenspraak zorgt vervolgens voor de aanmaak van enzymen als chitinase of glucanase, die kunnen aangrijpen op celwanden van schimmels en andere ziekteverwekkers.’

Echt met precisie ingrijpen in deze complexe processen is nog lastig, maar Pieterse ziet ook lichtpuntjes. Zo ontdekten Chinese onderzoekers – nota bene uit Wuhan – recent dat een klein mycovirus de schimmel Sclerotina sclerotiorum, die dodelijke stengelrot veroorzaakt in koolzaad, kan transformeren in een goedaardige, endofytische groeibevorderaar die bovendien de afweer van de plant een oppepper geeft (Molecular Plant, 5 oktober). ‘De natuur is niet zo zwartwit en tussen pathogeen zijn of groei bevorderen zit soms maar een klein verschil’, duidt Pieterse de vondst. Hoopvol zijn volgens hem ook recente ontdekkingen aan het microbioom van planten. ‘Zo weten we nu dat planten die onder stress staan rond de wortels stoffen uitstoten, waardoor zich specifiek micro-organismen in de rhizosfeer ophopen die het immuunsysteem van de plant stimuleren. Het is misschien te laat voor de plant zelf, maar het zorgt wel voor een gezonde voedingsbodem voor de zaadjes die planten laten vallen. Zulke bodemprocessen verdienen meer aandacht. Ook moeten we de veredeling minder richten op planten die verslaafd zijn aan kunstmest, maar juist selecteren op planten die goed zijn in het rekruteren van een gunstig microbioom. Geen spreekwoordelijke kasplantjes, maar planten die zichzelf wapenen in de strijd tegen ziekten en plagen.’

PLANTGEZONDHEID – HOE VOORKOMEN WE DAT PLANTEN ZIEK WORDEN?

Francine Govers, Corné Pieterse, Aad Termorshuizen en Astrid Smit (redactie) - Cahier Biowetenschappen en Maatschappij Paperback, 96 pagina’s, 7,50 euro (pdf gratis)