Wageningen, The Netherlands
September 29, 2015

Growers of strawberries and strawberry planting material are terrified of the quarantine organism Xanthomonas fragariae. If the bacterium is found, the affected parcel of land has to be partially or even fully cleared. Commissioned by trade association Plantum and the Strawberry Research Foundation, Wageningen UR performed research into how the pathogen is spread in order to prevent spreading. The applied research method can also be used for other crops. 

“Xanthomonas can be very costly for strawberry breeders and farmers", says bacterial diseases expert Jan van der Wolf of Wageningen UR. “Once the bacterium has been found in a plot, it is vital to stop it spreading to other parcels. To do so, one first needs to know exactly how the bacterium spreads; and this is where we come in.”

Over recent years it has already been shown that the bacterium could spread among strawberry plants via machinery, especially mowers. Strawberry breeders mow their crops to get rid of excess leaves when the plants are stored in cold storage in winter.

Aerial dispersal

Van der Wolf and his colleagues also studied how the bacterium spreads by air in various conditions. “We used a so-called air sampler, in which air is concentrated in a tube of liquid from where you can culture the collected bacteria.” 

According to Van der Wolf the research offered some clear insights. “One of the things we studied was the effect of driving rain. It showed that the bacteria spread for several metres at most via large drops, but as soon as the bacteria enter the air via miniscule water particles, they can easily be taken up by the wind. This occurs especially in wet crops that are being mowed.”

The research showed that bacteria can end up as far as 100 metres away when mowing wet crops. “At that distance we only found the odd bacterium, but greenhouse tests have taught us that it only requires a few bacteria to infect a plant. This means that there is a real risk of spreading when a healthy crop is situated less than 100 metres from an infected crop.”

Measures for mowing

So what can companies do to minimise the risk? Van der Wolf: “The risk of infection of batches that have been multiplied more than once is larger than for batches of a higher class. So start mowing the higher classes before mowing the lower ones. Preferably mow in dry weather and take the wind direction into account. Place a hood over the mower to prevent spreading, and consider eliminating the bacteria on the machine with a disinfectant during or after every mowing session.”

Claudia den Braver of Plantum is pleased with these clear results. “It has now been confirmed that strawberry farmers and breeders run great risks when mowing their crops, especially in wet conditions. We will make sure that this new knowledge finds its way to the sector; for example by including the recommendations in the Aardbei Elite quality system, which is used by 95 per cent of the sector in the Netherlands.” 

Research into the spreading of bacteria

According to Van der Wolf, the Xanthomonas project is an excellent example of research into the spread of plant pathogens via the air. “In principle this research can be performed for any crop; for example potatoes, in which large amounts of bacteria are released when the leaves are being destroyed. Or the harvest of seeds, in which bacteria from mown leaves end up in the air. The results of these types of studies could result in measures to reduce the spread of harmful bacteria."

This article appeared in Plant Life, newsletter on plant research at Wageningen UR.

Hoe voorkom je dat de Xanthomonas-bacterie zich verspreidt

Aardbeientelers en aardbeienvermeerderaars gruwen van het quarantaine-organisme Xanthomonas fragariae. Wordt deze bacterie aangetroffen, dan moet een perceel deels of zelfs volledig geruimd worden. Wageningen UR onderzocht in opdracht van branchevereniging Plantum en Stichting Aardbei Onderzoek hoe verdere verspreiding naar andere percelen te voorkomen is. De onderzoeksmethode is ook heel geschikt om in andere gewassen toe te passen.

Van der Wolf en zijn collega’s onderzochten ook hoe de bacterie zich onder verschillende omstandigheden via de lucht kan verplaatsen. "We hebben daarbij gebruikgemaakt van een air sampler, waarbij lucht wordt geconcentreerd in een buisje met vloeistof van waaruit je de verzamelde bacteriën vervolgens op kweek kunt zetten."
 

Het onderzoek leverde volgens Van der Wolf heldere inzichten op. "We hebben onder andere onderzocht wat het effect van slagregen is. Daaruit bleek dat de bacteriën zich via grote druppels hooguit enkele meters verspreiden. Maar zodra de bacteriën via minuscule waterdeeltjes in de lucht terechtkomen, kunnen ze heel makkelijk door de wind worden meegenomen. En dat gebeurt in sterke mate in een nat gewas dat gemaaid wordt."

Uit het onderzoek bleek dat bacteriën na het maaien van een nat gewas tot wel honderd meter verderop terecht kunnen komen. "We troffen op die afstand slechts een enkele bacterie aan. Maar uit proeven in de kas weten we dat zelfs enkele bacteriën een plant kunnen infecteren. Als een gezond gewas dus minder dan 100 meter van een besmet gewas ligt, is de kans op besmetting reëel."

Maatregelen bij het maaien

Wat kunnen bedrijven doen om die kans zoveel mogelijk te beperken? Van der Wolf: "De kans op infectie van partijen die al vaker vermeerderd zijn, is groter dan bij partijen van een hogere klasse. Maai dus eerst de hogere klassen en daarna pas de lagere. Maai bij voorkeur bij droog weer en hou daarbij rekening met de windrichting. Plaats een kap over de maaier om verspreiding te voorkomen. En overweeg om tijdens of na elke maaibeurt de bacteriën op de machine af te doden met een desinfecterend middel."

Claudia den Braver van opdrachtgever Plantum is blij met de duidelijke uitkomsten. "We hebben nu bevestigd gekregen dat aardbeientelers en vermeerderaars grote risico’s lopen als zij hun gewas maaien, zeker als het nat is. Wij zorgen ervoor dat deze nieuw opgedane kennis zijn weg vindt naar de sector. Zo worden de aanbevelingen toegevoegd aan het kwaliteitssysteem Aardbei Elite, waar 95% van de sector mee werkt."

Onderzoek naar de verspreiding van bacteriën

Volgens Van der Wolf is het Xanthomonas-onderzoek een uitstekend voorbeeld van onderzoek naar de verspreiding van bacteriën en schimmels via de lucht. "Je kunt dit onderzoek in principe bij elk gewas uitvoeren. Denk aan aardappels, waar bij de vernietiging van loof grote hoeveelheden bacteriën vrijkomen. Of aan de oogst van zaden, waarbij bacteriën uit gemaaid loof in de lucht terechtkomen. Op basis van de uitkomsten van zulk onderzoek kunnen ook daar maatregelen getroffen worden die de verspreiding van schadelijke bacteriën kunnen verminderen."