Ontwikkeling diagnostiek voor quarantaine- en kwaliteitsziekten in planten

Project

Ontwikkeling diagnostiek voor quarantaine- en kwaliteitsziekten in planten

Vroegtijdig en doelmatig detecteren en diagnosticeren van veroorzakers van quarantaine- en kwaliteitsziekten is belangrijk om de kwaliteit van geëxporteerd plantmateriaal te kunnen garanderen. Hiervoor zijn betrouwbare, gevalideerde onderzoeksmethoden noodzakelijk, die geschikt zijn voor routinematig gebruik door de keuringsdiensten en het bedrijfsleven.

Bovendien moeten deze onderzoekmethoden ook nieuwe ziekte- en plaagorganismen op kunnen sporen zodat snel en adequaat gereageerd kan worden op incidenten. Alleen met kennis en ervaring van de nieuwste onderzoekstechnieken, kan effectief worden gereageerd op notificaties nu en in de toekomst. De intensieve samenwerking in dit project tussen kennisinstellingen, testlaboratoria en de overheid is noodzakelijk om de sector toekomstbestendig te houden.

Doel(en)

Ontwikkeling van kostenefficiënte en gevalideerde moderne (moleculaire) methoden voor de diagnostiek van quarantaine- en kwaliteitsziekten in planten voor keuringsdiensten en Nederlandse Voedsel en Waren Autoriteit (NVWA). Daarbij maken we gebruik van de meest innovatieve technologieën en strategieën.

Werkwijze

Binnen de detectie en diagnostiek voor quarantaine- en kwaliteitsziekten van planten zijn een viertal kerngebieden geselecteerd waarin de huidige diagnostiek te kort schiet en waar verbeteringen dringend gewenst zijn (in volgorde van prioriteit):

  1. Routinematig gebruik van Next Generation Sequencing
    Met Next Generation Sequencing (NGS) en bijbehorende analyse-technieken kan de diagnostiek pro-actief worden ondersteund. Het beschikbaar komen van nieuwe sequenties faciliteert bovendien de ontwikkeling en validatie van specifieke toetsen voor moleculaire multiplex detectie.
  2. Extractie van DNA/RNA uit moeilijke matrixen (substraten, materialen, grond etc)
    Bij DNA- en RNA-gebaseerde detectie en diagnostiek is de extractie van groot belang voor een robuuste detectie van plantpathogenen. Voor een aantal matrixen zijn hier nog problemen. Daarnaast zijn de kosten van extractie van DNA/RNA (reagentia en arbeid) relatief hoog en is vereenvoudiging van de methode en kostenreductie dringend gewenst.
  3. Moleculaire multiplex (= RNA & DNA) detectie van verschillende ziekteverwekkers in hetzelfde monster
    Dit onderdeel wordt beschouwd als een kernexpertise voor de keuringsdiensten en is daarom erg relevant. In de vorige ronde is dit onderdeel als zeer belangrijk beoordeeld, maar was er binnen het beschikbare budget geen ruimte om dit onderdeel te financieren. Multiplex detectie is technisch zeer uitdagend en van groot belang voor een efficiënte afhandeling van de monsters voor detectie bij de keuringsdiensten. Van dit onderdeel kunnen we onder andere in samenwerking met het bedrijf Thermo Fisher (voorheen Life Technologies) veel nieuwe kennis opdoen op het gebied van specificiteit, amplificatie efficiency en pre-amplificatie in de real time PCR met de nieuwste apparaten. Moleculaire detectietechnieken, die vanwege de snelheid, gevoeligheid, objectiviteit en mogelijkheden tot automatisering een steeds grotere rol gaan spelen, moeten adequaat en kostenefficiënt ingezet kunnen worden in de workflow van het bedrijfsleven en de keuringsdiensten. Multiplex methoden resulteren in kostenreductie door (i) eenmalige monstername, (ii) beperking van reagentia, apparatuur en tijd en (iii) eenvoudiger data-management. Daarnaast kan de betrouwbaarheid vergroot worden als per organisme meerdere specifieke targets worden gedetecteerd en in hetzelfde monster meerdere controles kunnen worden meegenomen. De inpassing van nieuwe technieken zoals de Open Array (12K) en de Digital PCR zijn aspecten die het onderzoek in dit kerngebied naast een hoge relevantie ook een hoog innovatief karakter geven.
  4. Diagnostica voor organismen van quarantaine- en kwaliteitsziekten
    Voor deze organismen is onderzoek naar ontwikkeling van nieuwe diagnostica noodzakelijk. Voor alle reeds ontwikkelde diagnostica is een hoge batch-to-batch consistentie en gestandaardiseerd referentiemateriaal van groot belang. Binnen dit onderdeel worden methodieken ontwikkeld hoe referentiemateriaal gekarakteriseerd kan worden qua kwaliteit en kwantiteit, bijvoorbeeld voor Next Generation Sequencing, TaqMan PCR, immuno-assays, biotoetsen, etc.

Resultaten

Het project is succesvol indien bruikbare gevalideerde nieuwe testen en detectietechnologieën en positieve controles en referentiematerialen worden ontwikkeld die door de NVWA en de keuringsdiensten ingepast worden in hun (routine) screening om zo effectief de kwaliteit van Nederlandse land- en tuinbouwproducten te bewaken en te verbeteren.

Next Generation Sequencing (NGS): gevalideerde pipeline voor analyse NGS-data; referentiesequenties van een groot aantal pathogenen relevant voor keuringsdiensten en NVWA ; protocol voor host reductie in NGS-analyse; proof of principle voor 48 uurs service NGS

DNA/RNA extractie: DNA /RNA extractieprotocollen vanuit relevante matrixen voor keuringsdiensten en NVWA.

Multiplex methoden: multiplex methoden voor de detectie van relevante pathogenen voor keuringsdiensten en NVWA.

Diagnostica: protocollen voor generatie van controle-DNA voor relevante quarantainepathogenen voor NVWA.

Meer informatie

Wilt u meer informatie over de mogelijkheden die diagnostiek voor u kan betekenen? Neem dan contact met ons op!