Wetenschappers van Texas A&M AgriLife Research hebben een veelbelovende nieuwe benadering ontwikkeld voor het bestrijden van twee belangrijke land- en tuinbouwziekten in de VS: citrus greening en zebrachip in aardappelen. Door gebruik te maken van antimicrobiële peptiden (defensines) uit spinazie, hebben de onderzoekers aanzienlijke verbeteringen aangetoond in zowel de opbrengst als de kwaliteit van de aangetaste planten.
Het onderzoek, dat recent werd gepubliceerd in het Plant Biotechnology Journal, werd geleid door dr. Kranthi Mandadi, moleculair bioloog en professor aan het Texas A&M AgriLife Research and Extension Center in Weslaco. Mandadi en zijn team richtten zich op verdedigingspeptiden uit spinazie, omdat deze van nature aanwezige verbindingen planten beschermen tegen een breed scala aan ziekteverwekkers, zoals schimmels en bacteriën. Aangezien deze peptiden al voorkomen in een veelvoorkomend voedingsgewas, worden ze als veilig beschouwd voor menselijke consumptie. In 2021 bevestigde de Amerikaanse Environmental Protection Agency (EPA) dat blootstelling aan spinazie-defensines via voeding geen gezondheidsrisico vormt, zelfs niet voor baby's en kinderen.
© AgriLife
Het onderzoeksteam gebruikte een onschadelijk virus, ontwikkeld door de Universiteit van Florida, om de antimicrobiële peptiden af te leveren aan commerciële citrusbomen die geïnfecteerd waren met Candidatus Liberibacter asiaticus, de bacterie die citrusgreening veroorzaakt. Het virus infecteert de bomen in hetzelfde gebied als waar de bacterie zich bevindt. Door een eenvoudige entmethode werd het virus in de bomen geïntroduceerd, zodat het de peptiden intern kon afgeven. Na enkele jaren vertoonden de behandelde bomen veelbelovende resultaten, waaronder een stijging van de fruitopbrengst met maar liefst 50% na één enkele behandeling, vergeleken met onbehandelde bomen.
Citrusgreening heeft een ernstige invloed op de vruchtkwaliteit, wat leidt tot misvormde, bittere vruchten die vroegtijdig vallen. De ziekte verzwakt de bomen, wat jaarlijks miljardenverliezen veroorzaakt in de land- en tuinbouwsector. Het succes van deze peptidenbehandeling biedt citrustelers een veelbelovende oplossing voor dit probleem.
Het team testte de spinaziepeptiden ook op aardappelen die waren aangetast door Candidatus Liberibacter solanacearum, de ziekteverwekker van de zebrachip. Wanneer de peptiden in de aardappelen werden geïntroduceerd, verminderden de ziektesymptomen aanzienlijk, werd de aanwezigheid van bacteriën verminderd en verbeterden zowel de hoeveelheid als de kwaliteit van de knollen.
© AgriLifeZebrachip in aardappelen
Aangemoedigd door deze resultaten wil Mandadi het onderzoek verder uitbreiden. Hij is van plan om het combineren van verschillende peptiden te onderzoeken en ze te integreren met bestaande strategieën voor plaagbestrijding, met name strategieën die gericht zijn op de insecten die deze ziekteverwekkers overbrengen. "Dit is nog maar het begin," zei Mandadi. "Deze antimicrobiële peptiden kunnen een breed spectrum behandelingsmiddel worden voor meerdere gewassen, naast traditionele methoden."
Southern Gardens Citrus, een dochteronderneming van U.S. Sugar, heeft de peptidetechnologie in licentie van Texas A&M University System en de virale toedieningsmethode van de Universiteit van Florida. Samen met Silvec Biologics werken ze aan de commercialisering van de innovatie. Silvec heeft in januari 2024 een aanvraag ingediend bij de EPA om commercieel gebruik goed te keuren, een belangrijke stap om de behandeling beschikbaar te maken voor telers.
Voor meer informatie:
Laura Muntean
Texas A&M AgriLife
Tel: +1 601 248 1891
laura.muntean@ag.tamu.edu
www.agrilifetoday.tamu.edu