Next Generation Sequencing: bekende én onbekende plantenziekten in 25 uur in beeld

Nieuws

Next Generation Sequencing: bekende én onbekende plantenziekten in 25 uur in beeld

Gepubliceerd op
2 mei 2017

Met Next Generation Sequencing kun je al binnen 25 uur achterhalen of plantaardig materiaal is geïnfecteerd door ziekteverwekkers of niet. Niet alleen usual suspects, ook onbekende verdachten komen in beeld. Een doorbraak in de genetische plantendiagnostiek.

‘Keuringsdiensten voor landbouwkundige producten maken voor de analyse van verdachte partijen veelal gebruik van PCR-diagnose’, zegt Peter Bonants van Wageningen University & Research. ‘Hiermee maak je ziekteverwekkers als schimmels, virussen en bacteriën zichtbaar door specifieke delen van hun DNA te vermenigvuldigen. Het nadeel daarvan is dat je heel selectief op zoek gaat: op grond van bepaalde symptomen schat je in welke ziekteverwekker waarschijnlijk aanwezig is en daar stem je de analyse op af. Met Next Generation Sequencing, NGS, hoef je die inschatting vooraf niet meer te maken, omdat je met deze techniek alle mogelijke pathogenen direct in beeld krijgt.’

Miljarden sequentie bouwstenen per monster

Anders dan met de oude sequencing-technieken breng je met NGS de miljarden genetische sequenties van een volledig plantaardig monster in kaart, legt Bonants uit. ‘Je scant miljarden nucleotiden, de bouwstenen van het DNA, en de volgorde van die nucleotiden bepaalt tot welke soort ze behoren. Zo leg je niet alleen de planteigen sequenties bloot, maar zie je ook meteen welke afwijkende sequenties in het monster aanwezig zijn. Voor de analyse gebruiken we geavanceerde software die we hebben ‘gevoed’ met onze genetische kennis van planten en pathogenen. Daardoor kunnen we heel snel en betrouwbaar uitsluitsel geven. Afhankelijk van de kwaliteit van het aangeleverde DNA-monster kan het zelfs al binnen 25 uur.’  

Die snelheid is een groot voordeel in een sector waarin tijd geld is: wordt in een scheepslading een quarantaine-organisme aangetroffen, dan wordt de partij aardappelen, sinaasappels of andere producten aan de ketting gelegd. Dat betekent een aanzienlijk waardeverlies. Ook in teelt geldt: hoe langer het duurt voordat je zekerheid hebt, hoe langer je moet wachten met de bestrijding van een ziekte. Bonants: ‘Alle partijen in de keten: producenten, importeurs, exporteurs, hebben baat bij een snelle diagnostiek, omdat het hen veel kosten kan besparen.’

Tracking & Tracing

De NGS-technologie leent zich ook goed voor tracking & tracing, legt Bonants uit: ‘We weten bijvoorbeeld dat veel bacteriën en virussen via plantmateriaal, zoals zaad, wordt overgedragen. Maar omdat al dat materiaal op zo’n grote schaal wordt versleept, is het soms lastig de herkomst van een besmetting te vinden. Doordat je met NGS de sequentie van een ziektemaker in beeld brengt, weten wij bijvoorbeeld: “die komt van nature in Nieuw-Zeeland voor”. Daardoor kun je heel snel gerichte maatregelen in het land van herkomst nemen.’

veld mais.png

In het PPS-project Ontwikkeling Diagnostiek Plantenziekten Quarantaine en Kwaliteitsziekten in Planten doen verschillende keuringsdiensten onder regie van Wageningen University & Research ervaring op met de nieuwe technologie. De belangstelling is volgens Bonants groot. ‘Ook bijvoorbeeld vanuit de European Plant Protection Organisation (EPPO), die ons heeft gevraagd mee te denken over de verdere ontwikkeling van NGS in de diagnostiek. Ik verwacht dat het binnen enkele jaren dé standaard is voor diagnostiek. We werken nu bijvoorbeeld aan een apparaat waarmee je in het veld en met je mobiele telefoon gegevens kunt analyseren, waarna je via de cloud direct een diagnose ontvangt. Dit soort toepassingen laten niet langer dan vijf jaar op zich wachten.’