De strijd tegen de verwoestende citrusziekte

Op het nummerbord van auto’s uit Florida staat een sinaasappel afgebeeld, prominent in het midden. De Amerikaanse staat is nauw verweven met de sinaasappelteelt. In Florida staan lange rijen citrusbomen, tienduizenden hectares achter elkaar. In 2021 werkten er meer dan 30.000 mensen in deze sector, die bijna 7 miljard dollar waard was. 

Maar de teelt van sinaasappels en andere citrusvruchten is in de Verenigde Staten aan het instorten. Sinds 2006 is de productie van citrusvruchten in Florida met 90% gedaald. ‘De afgelopen jaren zijn we van 150 miljoen dozen sinaasappels per jaar naar hooguit 10 miljoen dozen gegaan’, treurde een jonge teler in een reportage van een lokale tv-zender. ‘Elke keer als ik hier rijd, zie ik weer een nieuwe verlaten boomgaard.’

Het verval van de sinaasappelteelt in Florida heeft meerdere oorzaken, maar de belangrijkste is de verwoestende citrusziekte huánglóngbìng (HLB). ‘Op het moment dat je die ziekte in een boomgaard hebt, kun je makkelijk rekenen op 70 tot 80% opbrengstreductie’, zegt bacterioloog Jan van der Wolf. Van 2020 tot aan zijn pensioen, in april 2025, deed hij bij Wageningen Plant Research onderzoek naar de bacterie die HLB veroorzaakt. Samen met zijn team probeert hij grip te krijgen op de bacterie die deze citrusziekte veroorzaakt.

HLB staat voor het Chinese woord Huánglóngbìng, wat letterlijk ‘gele-drakenziekte’ betekent. Chinese boeren kwamen de ziekte al in de 19e eeuw voor het eerst tegen. In China zijn intussen al meer dan 100 miljoen geïnfecteerde citrusbomen gerooid, in Brazilië zijn meer dan 56 miljoen gerooid. Voor hun onderzoek werken Van der Wolf en zijn collega’s samen met onderzoekers uit Ethiopië, waar de teelt ook al wordt geteisterd door HLB. In Europa komt HLB nog niet voor. Toch houden citrustelers in Zuid-Europa hun hart vast. In Spanje worden jaarlijks ongeveer 6 miljoen ton citrusvruchten geproduceerd, in Italië bijna 3 miljoen ton.   

‘Er is dan ook een reëel gevaar dat de ziekte door toerisme of zakelijk verkeer ook hier terechtkomt,’ waarschuwt Van der Wolf. De Nederlandse Voedsel- en Warenautoriteit (NVWA), die onder meer tot taak heeft om de gezondheid te beschermen door de verspreiding van ziektes in Nederland en Europa te voorkomen, heeft daarom gezorgd voor overheidsfinanciering van het Wageningse onderzoek. 

Huánglóngbìng wordt veroorzaakt door een vrijwel onzichtbare vijand, de bacterie Candidatus Liberibacter, die wordt verspreid door bladvlooien. De vlooien zuigen op geïnfecteerde planten en krijgen daarbij de Liberibacter binnen. De bacterie komt in de speekselklieren van de bladvlo terecht en kan van daaruit een volgende plant infecteren. ‘Omdat de bacterie wordt verspreid door vliegende insecten, kan hij zich heel snel verspreiden van het ene gewas naar het andere’, zegt Van der Wolf.  

Maar de ziekte-ontwikkeling verloopt traag: ‘Het kan maanden of zelfs jaren duren voordat er symptomen te zien zijn. Dat maakt het extra moeilijk om erachter te komen welke bomen op het perceel geïnfecteerd zijn en verwijderd moeten worden’, zegt Van der Wolf. ‘Nog afgezien van het feit dat het niet altijd makkelijk is om de symptomen te herkennen. Je ziet bijvoorbeeld dwerggroei, vergeling van bladeren en rabbit’s ear, takken die raar uitsteken. Maar sommige van die symptomen kunnen ook horen bij een andere ziekte, of bij een tekort aan mineralen.’

De vruchten van een geïnfecteerde plant zijn onbruikbaar, omdat het sap bitter wordt. Ook kunnen de vruchten hard en misvormd worden. Sinaasappels worden aan de bovenkant groen in plaats van oranje. In het Engels heet de ziekte daarom ook wel citrus greening. 

Er kan bijna niets aan gedaan worden. ‘Als een plant eenmaal besmet is, is deze eigenlijk niet meer te redden’, zegt Van der Wolf. ‘Daarom proberen telers besmetting te voorkomen. Ze spuiten met insecticide om de bladvlooien te bestrijden.  En ze letten goed op vroege signalen, zoals vergeling van bladeren, dwerggroei of misvormde takken, om geïnfecteerde planten zo snel mogelijk te verwijderen en verdere verspreiding tegen te gaan.’

De Liberibacter is een eigenaardige bacterie. 'De bacterie is eigenlijk kreupel,' zegt Van der Wolf. 'Een gemiddelde bacterie heeft 5 miljoen basenparen, dat zijn de bouwstenen van het DNA. De Liberibacter heeft er maar 1,2 miljoen. Liberibacter-soorten zijn sterk gespecialiseerd op één plant en missen allerlei eigenschappen. Ze selecteren streng op wat ze wel en niet nodig hebben aan genetisch materiaal. Misschien is de bacterie daarom juist zo succesvol.’

Onderzoek naar deze gespecialiseerde citrusmoordenaar is essentieel om de sinaasappelteelt te beschermen tegen HLB. Maar dat is geen makkelijke opgave. Omdat de bacterie zo sterk gespecialiseerd is, overleeft hij niet buiten zijn gastheer – en dus niet op een petrischaaltje. Anders dan andere bacteriën kan Liberibacter dan ook niet worden opgekweekt voor onderzoek. 'Dat zou zo handig zijn, bijvoorbeeld in onderzoek naar bestrijding en naar de resistentie van planten. 

Van der Wolf stortte zich in 2020 voor het eerst op onderzoek naar de Liberibacter. ‘In het begin dacht ik wel: “Jan, waar begin je aan? Je kunt de bacterie niet eens kweken, en je hebt er nog nooit mee gewerkt.”’

Maar door de ontwikkeling van nieuwe DNA-technieken is het Wageningse onderzoek verder gekomen dan Van der Wolf had gedacht. ‘We hebben in de loop van de tijd zoveel leuke speeltjes gekregen. Met de nieuwste sequencing-technieken kunnen we bijvoorbeeld in één keer alle DNA van het plantmateriaal of het insect analyseren.’

Sinds het pensioen van Van der Wolf neemt Lina Russ het HLB-onderzoek over. Zij weet precies hoe ze deze nieuwe technieken moet inzetten. Als bio-informaticus richt ze zich op het analyseren van het DNA van bacteriën met behulp van geavanceerde sequencing-methoden. ‘Het lijkt soms op het oplossen van een enorme genetische puzzel,’ zegt ze. ‘En dan hoop je dat alle stukjes aanwezig zijn.’

De eerste stap was het verkrijgen van geschikt materiaal, want Liberibacter komt in Nederland niet voor. Daarom ontving ze plantmonsters van telers uit onder meer Ethiopië. In het lab wordt het DNA uit het plantenmateriaal gehaald en uitgelezen met een sequencer, die het omzet in digitale data. De computer analyseert vervolgens deze ruwe data en zet de DNA-fragmenten in de juiste volgorde. Als er genoeg genetisch materiaal van Liberibacter aanwezig is, kan Russ het genoom van de bacterie reconstrueren.

Maar dat is makkelijker gezegd dan gedaan. ‘Omdat we de bacterie niet kunnen kweken, moeten we werken met door de bacterie geïnfecteerd plantmateriaal, waar we het DNA uit halen. Daarin zit niet alleen het DNA van de plant en van Liberibacter, maar ook van talloze andere micro-organismen. Het is de kunst om de sequenties van Liberibacter daaruit te vissen.

Er zijn wel geavanceerde technieken om organismen van elkaar te scheiden, maar sommige organismen lijken heel erg op elkaar. Je weet ook niet altijd zeker of je de juiste sequenties bij elkaar vist en of de set compleet is. Dat maakt het moeilijk.’

Een andere veelgebruikte methode in het onderzoek van Russ is reference-based mapping, waarbij DNA-fragmenten vergeleken worden met bekende genomen uit databanken. ‘Je zoekt dan naar herkenbare stukjes uit een reeds bestaande puzzel,’ legt ze uit.

Om ook onbekende stukjes te kunnen vinden, gebruikt Russ daarnaast de novo assembly: een methode om een genoom te reconstrueren zonder gebruik te maken van een referentiegenoom. In plaats daarvan zoekt een computer naar overlap tussen de fragmenten en bouwt stap voor stap langere sequenties op. ‘Dan begint het echte puzzelen. Het is alsof er 10.000 puzzels — elk van een ander organisme — op één grote hoop zijn gegooid.’ 

Als het Russ en haar collega’s lukt om de puzzelstukjes van Liberibacter in de juist vorm te leggen, kunnen ze deze nieuwe informatie toevoegen aan een openbare database. Die bevat nu dus ook gegevens die Russ heeft verkregen met de Ethiopische plantmonsters. Door deze informatie te delen kan ze de bestrijding van de bacterie vooruit helpen. Van der Wolf: ‘Voorlopig zijn we aangewezen op het voorkomen van infecties en het verwijderen van zieke planten. Daarvoor zijn goede identificatie- en detectiemethodes nodig.’

Het Wageningse onderzoek draagt ook bij aan het bepalen van de genetische diversiteit van Liberibacter. Kennis over diversiteit is voor veredelaars belangrijk bij het selecteren op resistentie. Op de lange termijn moet de oplossing namelijk komen vanuit de veredeling, denkt Van der Wolf: ‘Veredelaars zijn al een lange tijd druk met het ontwikkelen van resistente planten, maar het duurt lang voordat je resultaten krijgt. Citrusbomen groeien relatief langzaam, het kan wel tien jaar duren voordat je de eerste vruchten ziet.

Het kan nog vele jaren duren voordat de wetenschap echt grip krijgt op Liberibacter. Intussen zal de prijs van citrusvruchten wereldwijd gaan stijgen, verwachten Van der Wolf en Russ. Ook zullen citrustelers steeds meer insectenbestrijding inzetten, met mogelijke milieugevolgen van dien. Van der Wolf: ‘En in landen waar ze veel problemen hebben maar weinig geld, zoals Ethiopië, gaat het echt om het levensonderhoud van mensen. Ik hoop dat ons onderzoek hen van dienst kan zijn.’