persbericht / nr. 2001-11, 26 maart 2001
Wageningen UR ontwikkelt methode voor meting gezondheid van zaden
Flow-cytometrie, een techniek waarbij grote aantallen individuele cellen in een vloeistof bestudeerd kunnen worden, is in combinatie met het gebruik van speciale fluorescerende kleurstoffen veelbelovend voor de bepaling van de gezondheid van zaden en zaadpartijen. Dat blijkt uit het proefschrift waarop Luiz G. Chitarra uit Brazilië op 28 maart 2001 aan Wageningen Universiteit hoopt te promoveren. Met deze techniek zal sneller en efficiënter gewerkt kunnen worden dan nu het geval is. Chitarra deed zijn bevindingen tijdens het onderzoek dat hij bij Plant Research International en Wageningen Universiteit uitvoerde.
Ziekteveroorzakende bacteriën die op en in zaden voorkomen veroorzaken jaarlijks grote economische schade. Het gebruik van ziektevrij zaaizaad is daarom essentieel. De huidige technieken voor het bepalen van de aanwezigheid en levensvatbaarheid van deze bacteriën zijn over het algemeen omslachtig en tijdrovend. Efficiëntere en snellere technieken dragen daarom bij aan een betere kwaliteitscontrole en kunnen voorkomen dat de verdere verwerking van zaadpartijen stagneert.
In de zuivelsector en in de medische wereld wordt flow-cytometrie
gebruikt voor het bestuderen van de aanwezigheid en levensvatbaarheid
van diverse soorten micro-organismen. Chitarra onderzocht in hoeverre
flow-cytometrie ook geschikt zou zijn voor het bepalen van de
aanwezigheid, hoeveelheid en levensvatbaarheid van bacteriën die
plantenziekten veroorzaken. Hij bestudeerde Xanthomonas campestris pv.
campestris, de veroorzaker van zwartnervigheid bij kool, en
Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, de veroorzaker van de
bacterieverwelkingsziekte bij tomaat.
Bij de Xanthomonas-bacterie toonde Chitarra aan dat flow-cytometrie
goed gebruikt kan worden voor het meten van de hoeveelheid
ziekteverwekkende cellen, zelfs als er andere, onschadelijke,
bacteriën aanwezig zijn die direct verwant zijn aan de
ziekteverwekker. Chitarra gebruikte speciaal voor dit onderzoek
geproduceerde fluorescerende antilichamen. Deze herkennen de
ziekteverwekker en hechten zich aan het oppervlak, waardoor de cellen
gekleurd worden. De nauw verwante bacteriën worden niet door de
antilichamen gekleurd. In zaadmonsters kan daardoor de aanwezigheid en
de hoeveelheid van de ziekteverwekker worden bepaald.
Voor de Clavibacter-bacterie ontwikkelde Chitarra een techniek waarmee
dankzij het gebruik van flow-cytometrie bepaald kan worden welk deel
van de ziektekiemen nog levensvatbaar is. Hij gebruikte daarvoor een
combinatie van twee kleurstoffen. De ene kleurstof kleurt alléén de
levende bacteriën, de ander vooral de dode. Als gevolg van het
kleurverschil kan de flow-cytometer feilloos meten of een cel al of
niet levensvatbaar is.
Chitarra verwacht dat flow-cytometrie een uitstekende techniek is om
enerzijds te bepalen of de op zaden aanwezige micro-organismen al of
niet tot een ziekteverwekkende soort behoren, en om anderzijds te
bepalen of de cellen al of niet levensvatbaar zijn. De metingen kunnen
binnen een paar uur uitgevoerd worden, waardoor de onderzochte
zaadpartijen niet onnodig lang hoeven te worden opgeslagen. De
techniek is ook zeer geschikt voor het doormeten van grote aantallen
monsters, het is een zogenaamde high-throughput techniek. De kostprijs
voor de meting kan daardoor lager worden dan voor de huidige
technieken.
Chitarra gaat het onderzoek naar de gezondheid van zaad in
samenwerking met Wageningen UR voortzetten in zijn geboorteland
Brazilië, onder andere voor ziekteverwekkers in katoen en bonen.
Door twee kleurstoffen te gebruiken kunnen dode en levende cellen van
de ziekteverwekker geteld worden. R1: ruis, R2: levensvatbare cellen,
R3: dode cellen Door ziektekiemen met fluorescerende antilichamen te
kleuren kan de flow-cytometer de cellen van de ziekteverwekker (B)
tellen, zelfs als er cellen van een verwante maar onschadelijke
bacterie (A) in het zaad aanwezig zijn.