ZIETE EN AFWEER VAN PLANT EN DIER
HC 1:
Hoorcollege: intro plantenziekten
Onderwerpen die worden behandeld:
1. Wat wordt bedoeld met fytopathologie en plantenziekten
2. Ziekte vs. een nutriëntentekort
3. Wat is het doel van fytopathologisch onderzoek
4. Classificatie van plantenziekten
5. Wanneer wordt mijn plant ziek?
6. Welke infectiestrategieën hebben pathogenen
7. Gebruikte terminologie in het vakgebied
1. Wat wordt bedoeld met fytopathologie en plantenziekten?
Fyto = plant, fytopathologie is de studie naar plantenziektes → wat zijn de oorzaken, hoe
kunnen de gevolgen van de ziektes worden beheerst.
De eerste fytopathologie was in de 16de eeuw → in de 19de eeuw waren er aardappelen
meegenomen van zuid amerika naar europa → toen was er pathogeen Phytophthora infestans
die naar europa mee was genomen en dit leidde tot de great irish famine, alle
aardappelplanten gingen dood, in 1845-1849 → veel mensen gingen toen migreren = een
voorbeeld van een pathogeen die grote gevolgen had voor de geschiedenis van de
mensheid.
2. Ziekte vs. een nutriëntentekort
Ziekte is de verstoring van de normale ontwikkeling.
Ziektes kunnen worden veroorzaakt door:
- Levende organismen/biotisch → bacteriën, schimmels, oömyceten, parasitaire
planten en nematoden (,virussen) → besmettelijk
- Niet levend/abiotisch → (virussen,) slechte bodem (nutriëntentekort), toxische
stoffen, vorst, droogte, zonnebrand, bodemverzuring, wind → niet besmettelijk
Verschil zit hem in de besmettelijkheid → alleen die van levende organismen en virussen zijn
besmettelijk. De ziekten veroorzaakt door niet leven zijn niet besmettelijk.
10-30% van de oogst gaat verloren als gevolg van ziekte door pathogenen.
Wapenwedloop tussen pathogenen en planten → planten zorgen voor betere afweer een
pathogenen voor betere pathogeniciteit/virulentie
- Mutualisme: beide hebben voordeel
- Commensalisme: een heeft voordeel ander geen nadeel
- Herbivorie: vraat aan plant → is nadelig voor de plant
- Parasitisme: infectie door ziektekiemen, vorm van symbiose, die nadelig is voor de
waard. Parasiet neem nutriënten op van de waardplant.
- Ziekte: het proces waarbij een parasiet interfereert met één of meerdere essentiële
functies van de gastheer waardoor ze schade/verzwakking veroorzaken. Zo’n parasiet
wordt een pathogeen genoemd. Een pathogeen kan verspreid worden en is
infectieus.
1
,3. Wat is het doel van fytopathologisch onderzoek?
Het doel van fytopathologisch onderzoek is om de oorzaken van plantenziektes te
achterhalen en de gevolgen te voorkomen. In de 19de eeuw beseften mensen dat
plantenziektes konden komen door micro-organismen → sporen van een zieke plant
aanbrengen op een gezonde plant en daarna zagen ze dat de gezonde plant ook
ziektesymptomen ontwikkelde.
Het eerste virus ooit ontdekt was een plantenvirus TMV
- Bacteriën waren wel net ontdekt, maar deze konden worden gefilterd en virussen die
gingen door het filter heen.
Zwarte roest op tarwe → besmette planten produceren geen zaden meer. Norman Borlaug
heeft ervoor gezorgd dat er een resistente tarwe was die resistent was tegen zwarte roest,
daarbij heeft hij ook dwerggenen ingekruist waardoor ze minder groot zijn en minder snel
stuk waaien → meer opbrengst per oogst. De zwarte roest is ondertussen weer terug op de
tarwe na 30 jaar van resistentie.
Onderzoek m.b.v. Koch’s postulaten om te bepalen of een microbe de oorzaak is van een
ziektesymptoom (sowieso vraag over op tentamen!!):
- Op een zieke plant zie je altijd de ziektekiem
- De ziektekiem moet kunnen worden geïsoleerd en verder gekweekt (reincultuur)
o Kritiek: niet alle ziektekiemen kunnen worden gekweekt in een reincultuur →
sommige ziektekiemen hebben specifieke host of milieu nodig om te kunnen
groeien.
- Dezelfde soort plant dat met de gekweekte kiem besmet wordt, moet dezelfde ziekte
krijgen.
o Kritiek: sommige ziektekiemen hebben nog een vector of specifieke milieu
omstandigheden nodig om daadwerkelijk een ziekte te kunnen veroorzaken
- De ziektekiem moet uit de proefplant geïsoleerd kunnen worden, en moet gelijk zijn
aan de ziektekiem uit stap 2.
4. Classificatie van plantenziekten
Symptoom = iets wat je op de plant kan waarnemen waaruit je kan concluderen dat de plant
ziek is, het is een respons van de plant zelf op de ziektekiem
Sign = een teken van het pathogeen zelf, niet de reactie van de plant. Het is dus een fysiek
bewijs van de ziektekiem die aanwezig is
Manieren om te classificeren
- Symptomen die de pathogeen veroorzaakt, bijv.: vergeling, verwelking, slappe
stengel, vraatschade, rot, verdorring, roest, misvorming, etc.
- Soort pathogeen: bacterie, virus, schimmel, nematode
- Infectieproces (m.b.v. haustorium, vector, natuurlijke openingen etc.)
- Welk orgaan van de plant wordt ziek: wortel, stengel, vaten, bladeren, bloemen, etc.
- Oorzaak van de ziekte: infectieuze of niet-infectieuze ziektes
Waarom zal een bacterie een plant aanzetten tot het maken van gallen → wat is het voordeel?
- Een veilige plek om te vermenigvuldigen, je zit met heel veel dezelfde bacteriën
samen en de plant brengt de juiste nutriënten naar de gal.
Sommige schimmels kunnen doen aan mimicry → nepbloemen (pseudopetalen) met
schimmelsporen creëren → bijen landen op de nepbloem en de sporen worden
meegenomen door de bij naar een volgende plant.
Fytoplasma is een intracellulaire bacterie die de ontwikkeling van een plant her-
programmeert waardoor bijvoorbeeld de kerstroos klein blijft.
2
,5. Wanneer wordt mijn plant ziek?
Je hebt drie dingen nodig voor plantenziektes = ziektedriehoek
1. Ziekteverwekker → moet plantenafweer overkomen en onderdrukken → je kan de
pathogenen elimineren door ze te onderdrukken
2. Waardplant/gastheer → vatbaar zijn voor specifieke pathogeen → je kan de
waardplant beschermen door bijv. betere resistentie genen
3. Omgevingsfactoren (bijv. temperatuur, schaduw, zon, vochtigheid, pH, etc.) →
condities kunnen verschuiven waardoor pathogeen of waardplant in voordeel zijn →
je kan de omgeving bijv. vochtigheid manipuleren om je gewas te beschermen.
4. Een vierde dimensie aan de driehoek is de menselijke activiteit, omdat mensen
pathogenen kunnen verspreiden en we doen aan monoculturen → door aan
wisselteelt te doen bescherm je je gewas
Pathogeniciteit = de capaciteit om te interfereren met activiteiten van de host, om de
disease cyclus op gang te brengen en zodat de pathogeen kan multipliceren
Virulentie = hoe agressief is de pathogeniciteit
6. Welke infectiestrategieën hebben pathogenen?
Pathogenen kunnen via verschillende manieren verspreiden, via:
- De bodem
- De wind
- De regen
- Zaden
- Vectoren
- Mechanische transmissie
Door melk kan een virus niet aanhechten omdat het eiwitlaagje van de melk om het virus
heen gaat zitten en zo niet aan de plant kan hechten.
Voorbeelden van vectoren:
- Insecten → hemiptera → bladluizen
- Mijten
- Mensen
- Nematoden
Pest = een invasieve soort die opeens een heel ecosysteem domineert
Infectie strategieën:
- Biotrofen → doen er alles aan om hun gastheer in leven te houden → onttrekken
nutriënten en geven ook nutriënten terug → zijn heel gespecialiseerd dus kleine host
range. Doden hun gastheer niet. Kunnen niet goed leven als saprofyt.
- Necrotrofen → hebben brede host range, maken heel veel toxines, zorgen ervoor dat
cellen dood gaan en doden zo dus de gastheer, vervolgens onttrekken ze alle
nutriënten uit de gastheer. Kunnen goed leven als saprofyt (leven op dood organisch
materiaal)
- Hemibiotroof → wisselen tussen biotroof en necrotrofe lifestyle, doden dus
uiteindelijk de gastheer wel.
Wapenwedloop tussen planten en pathogenen zorgt ervoor dat ze zich steeds aanpassen om
van elkaar te kunnen winnen.
3
, 7. Gebruikte terminologie in het vakgebied
- Pathogeen = kleine ziektekiem zoals een bacterie, virus, virion, schimmel,
oömyceet, of een prion (micro-organismen).
- Pathogenese = het vermogen van een pathogeen om symptomen te veroorzaken op
waardplant door te interfereren met de activiteit van de host.
- Parasiet = grotere ziektekiemen zoals aaltjes (nematoden), parasitaire planten en
dieren (insecten larven, mijten, bladluizen, witte vlieg, thrips) (DEF= “onttrekt
nutriënten aan zijn gastheer”)
- Susceptibility = Inability of the host to resist the attack of the pathogen (allowing
pathogen replication) → symptoms
- Tolerance = Type of defense that minimizes crop losses without restricting the
pathogen development, veel pathogenen op de plant → no symptoms
- Resistance = Ability of the host to resist the attack of the pathogen, little to no
replication of the pathogen → no symptoms. (It does not mean that the pathogen is
dead.)
- Hypersensitivity = is a quick tissue collapse (necrosis, PCD) of the host tissue in the
vicinity (=nabijheid) of the pathogen
- Disease escape = the ability of the susceptible host to avoid the damaging disease
stress e.g. unfavorable environment/ growth habit
- Compatible interactie = de interactie tussen een isolaat/stam van een pathogeen
met een waardplant (line, cultivar, landrace) dat lijdt tot ziekte.
- Incompatible interactie = de interactie tussen een isolaat/stam van een pathogeen
met een waardplant (line, cultivar, landrace) die niet lijdt tot ziekte dankzij
herkenning door het immuunsysteem (overgevoeligheidsreactie).
- Host = any organism that harbors another organism is called host
- Alternate host = the host that helps in the completion of the life cycle of the pathogen
and its survival, belong to different plant families (bv. bij roest).
- Collateral host = host of the same family and helps in the survival of the pathogen
(bv. kruisbloemigen)
- Infection = Establishment of organic relationship between host and pathogen
- Pathogenesis = Chain of events that takes place during the development of disease
(from inoculation to survival of the pathogen)
- Primairy and secondary inoculum = Bij schimmels en oömyceten kunnen
verschillende infectiekiemen bestaan (aseksuele sporen en seksuele sporen)
- Infectiehaard: Weefsel waar de infectie start
- Overlevingsstructuren? Rustsporen, ruststructuren, eieren, larven, saprofyt, zaden,
besmet plantmateriaal (opslag)
- Pathovar = de host range van een bepaalde (pathogene) bacteriesoort
- Race = een bepaalde groep van bacterie strains die ziekte en/of resistentie respons
veroorzaken bij één specifiek host genotype
- Isolaat = een enkele pathogeen die verkregen is uit een zieke plant
- Forma specialis = de host range van een bepaalde (pathogene) schimmelsoort
- Fysio = specifieke groep isolaten die ziekte veroorzaken op 1 enkele gastheerplant
- Epiphytic = organisms growing on the surface of photosynthetic organisms
- Endophytic = organisms growing inside the host
- Phylloplane = leaf surface
- Phyllosphere = area surrounding the leaf and impacted by it
- Rhizoplane = root surface
- Rhizosphere = area surrounding the root and impacted by it
4
