Striga hermonthica (Del.) Benth. is een parasitaire plant uit de Orobanchaceae familie. De soort komt van oorsprong voor in Afrika en hecht zich aan de wortels van belangrijke voedselgewassen als maïs, sorghum, gierst en rijst. In grote delen van Afrika heeft Striga zich ontwikkeld tot de belangrijkste groeireducerende factor. Veelvuldig is waargenomen dat de problemen met Striga toenemen wanneer de bodemvruchbaarheid afneem

Ast, A., van

Dutch

Wageningen Yield 

Mededelingenblad van de Koninklijke Nederlandse Plantenziektekundige Vereniging
Gewasbescherming jaargang 37, nummer 6, november 2006 Pagina 275
[P
R
O
M
O
T
I
E
S
Nieuwe inzichten in de
interactie tussen sorghum en
het parasitaire onkruid Striga
hermonthica.
Aad van Ast
Inleiding
Striga hermonthica (Del.)
Benth. is een parasitaire plant
uit de Orobanchaceae familie
(Figuur 1). De soort komt van
oorsprong voor in Afrika en
hecht zich aan de wortels van
belangrijke voedselgewassen
als maïs, sorghum, gierst en
rijst. In grote delen van de sa-
vannezone in Afrika heeft Stri-
ga zich ontwikkeld tot de be-
langrijkste groeireducerende
factor. Veelvuldig is waargeno-
men dat de problemen met
Striga toenemen wanneer de
bodemvruchtbaarheid af-
neemt. Dit laatste treedt met
name op ten gevolge van de
toenemende intensiteit in
landgebruik door arme boeren.
In het proefschrift is de interac-
tie tussen Sorghum bicolor (L.)
Moench en S. hermonthica na-
der onderzocht. Deze interactie
start met de kieming van het
zaad van de parasiet, waarbij
chemische verbindingen, uitge-
scheiden door de wortels van
de gastheerplant, de kieming
induceren. De kiemende Striga
zaden produceren een kiem-
worteltje met aan het uiteinde
een haustorium dat dewortel
van de waardplant binnen-
dringt. Vervolgens wordt een
verbinding tot stand gebracht
met het vaatstelsel in de wortel
van de waardplant. Het kiem-
plantje van Striga ontwikkelt
zich gedurende circa vijf weken
ondergronds alvorens boven-
gronds te verschijnen. Striga
remt de groei van zijn gastheer
door de onttrekking van assimi-
laten, water en nutriënten. Ech-
ter, het belangrijkste negatieve
effect van de parasiet op de
waardplant is het zogenaamde
pathologische effect. Dit effect
omvat de verstoring van een
aantal essentiële processen in
de waardplant, zoals een reduc-
tie van de fotosynthese-snel-
heid, een verandering van de
drogestofverdeling en een ont-
regeling van het stikstofmeta-
bolisme en de hormoonhuis-
houding. Vrijwel onmiddellijk
na aanhechting van de parasiet
begint de verstoring van het
metabolisme van de gastheer.
De mate waarin Striga de groei
van de waardplant remt is erg
variabel en hangt af van diverse
factoren, waaronder de  gewas-
cultivar, de omvang van de in-
fectie en omgevingsfactoren zo-
als de voedingstoestand van de
bodem.
De sorghum–Striga associatie
wordt gekarakteriseerd door
wederzijdse beïnvloeding.
Groei en ontwikkeling van de
waardplant worden ernstig
verstoord na infectie met de
parasiet. Tegelijkertijd hebben
de negatieve effecten op de
gastheer gevolgen voor de
kwaliteit van de waardplant als
leverancier van de benodigde
voedingsstoffen en water voor
de parasiet en daarmee op de
verdere ontwikkeling van Stri-
ga. Van deze wederzijdse beïn-
vloedingen, die van belang zijn
voor zowel gewasopbrengst als
voor de reproductie van de pa-
rasiet, is echter nog onvol-
doende bekend. Vandaar dat
het belangrijkste doel van dit
onderzoek was om het inzicht
in de interacties tussen gast-
heer en parasiet te vergroten.
Tolerantiemecha-
nismen
Sommige landrassen van sorg-
hum blijken een bepaalde ma-
te van tolerantie tegen S. her-
monthica te bezitten. Om meer
inzicht te krijgen in de mecha-
nismen die hierbij een rol spe-
Op 2 juni 2006 promoveerde Aad van Ast aan Wageningen Uni-
versiteit op het proefschrift getiteld ‘The influence of time and
severity of Striga infection on the Sorghum bicolor – Striga her-
monthica association’. Promotor was Prof. Dr. M.J. Kropff en
co-promotor was Dr. L. Bastiaans, van de leerstoelgroep Ge-
was- en Onkruidecologie, Wageningen Universiteit. Het belang-
rijkste doel van het onderzoek was om meer inzicht te krijgen
in de wisselwerking tussen het parasitaire onkruid Striga en de
waardplant sorghum.
2006 NUMMER 37_6_v2  24-10-2006  09:15  Pagina 275
len werden planten van de
Striga-gevoelige sorghumculti-
var CK60-B en van het Striga-
tolerante landras Tiémarifing
opgekweekt in potten met en
zonder Striga. De resultaten
van deze proef lieten zien dat
beide sorghumcultivars door
Striga negatief werden beïn-
vloed, maar het werd tevens
duidelijk dat de effecten van de
parasiet op de gevoelige culti-
var veel sterker waren dan op
het tolerante landras. De sterke
reductie in korrelopbrengst
(95%) bij de gevoelige cultivar
werd voor een groot deel ver-
oorzaakt door het feit dat
slechts 40% van de geïnfec-
teerde sorghumplanten korrels
produceerde. Bij de tolerante
planten was de reductie van de
korrelopbrengst (35%) gering
in vergelijking met die van de
gevoelige planten.
In de proef werd ook het effect
van Striga op de bladfotosyn-
these-snelheid van beide sorg-
humcultivars gemeten. Bij het
gevoelige ras werd waargeno-
men dat zowel de bladfotosyn-
these-snelheid bij lichtverzadi-
ging (48%) als de initiële
lichtbenuttingsefficiëntie
(27%) significant lager waren
ten gevolge van infectie met
Striga. Bij de tolerante planten
daarentegen werd geen effect
van Striga gevonden op beide
parameters, hetgeen eerdere
waarnemingen bevestigde dat
deze eigenschap een belangrijk
tolerantie-mechanisme is.
Door wortelstelsels van de
sorghumplanten periodiek
schoon te spoelen, bleek dat de
eerste aanhechting van de pa-
rasiet bij het tolerante ras aan-
zienlijk later plaatsvond. Ook
het gemiddelde opkomsttijd-
stip van de Striga planten bij de
tolerante cultivar (50 dagen na
opkomst van de sorghum) was
beduidend later dan bij de ge-
voelige cultivar (na 32 dagen).
Op basis van deze waarnemin-
gen werd de hypothese opge-
steld dat het relatief late infec-
tiemoment ook wel eens een
rol zou kunnen spelen bij de
geringere effecten van de para-
siet op de planten van de toler-
ante sorghum cultivar.
Effect van het
Striga-infectieniveau
Naar aanleiding van de resulta-
ten van voorgaande proeven
werd een experiment uitge-
voerd met alleen de Striga-ge-
voelige cultivar CK60-B. In dit
experiment werden de planten
bij een brede reeks besmet-
tingsniveaus van de grond (8 –
2000 Striga zaden per dm3) op-
gekweekt om na te gaan of de
mate van infectie van de
waardplant een belangrijke
factor is bij de veroorzaakte
schade aan de sorghum. Om te
beginnen werd de relatie tus-
sen het Striga-infectieniveau
en de reductie in bladfotosyn-
thesesnelheid vastgesteld. De
metingen wezen uit dat slechts
een klein aantal Striga infec-
ties, behaald bij lage besmet-
tingsniveaus van de grond, al
voldoende bleek te zijn om de
maximale reductie (40-50%) in
bladfotosynthese-snelheid te
bewerkstelligen. Deze maxima-
le reductie werd in de meeste
gevallen reeds bereikt voordat
de Striga planten boven de
grond waren gekomen.
Uit deze proef werd ook duide-
lijk dat het Striga-besmettings-
niveau van de grond ook een
indirect effect heeft op de om-
vang van de fotosynthese-gere-
lateerde schade. Bij een hoger
besmettingsniveau werd de
waardplant namelijk eerder
geïnfecteerd en zodoende trad
het negatieve effect van Striga
op de bladfotosynthesesnel-
heid in een vroeger stadium
op.
Het opbrengstverlies van sorg-
hum nam toe met een oplo-
pend Striga-besmettingsniveau
van de grond (Figuur 2). Deze
toename in opbrengstverlies
bleek gerelateerd aan een vroe-
ger opkomsttijdstip van Striga
en aan een groter aantal opge-
komen Striga planten per pot.
De relatie tussen het Striga-be-
smettingsniveau van de grond
en het aantal opgekomen Stri-
ga planten ontwikkelde zich
volgens een rechthoekige hy-
perbool met een geleidelijk
steeds kleiner wordende toena-
me in het aantal opgekomen
Striga planten bij hogere be-
smettingsniveaus (Figuur 2).
Deze dichtheidsafhankelijke
relatie wijst op intraspecifieke
concurrentie tussen Striga-
aanhechtingen tijdens de on-
dergrondse fase. Bij de hoogste
Striga-besmettingsniveaus van
de grond werd ook tijdens de
bovengrondse fase van de pa-
rasiet intraspecifieke concur-
rentie waargenomen. Dit laat-
ste uitte zich in een afsterven
van Striga planten aan het ein-
de van het groeiseizoen. 
Ondanks de terugloop in vitali-
teit van de gastheerplant bij
een toename in Striga-besmet-
tingsniveau van de grond,
bleek de parasiet in staat om
zijn drogestof-productie toe te
laten nemen (bij matige be-
smettingsniveaus van de
grond) of in ieder geval te
handhaven (bij hogere besmet-
tingsniveaus). Dit was vooral
toe te schrijven aan het feit dat
bij een toenemend besmet-
tingsniveau een steeds groter
deel van de totale drogestof-
productie van de gastheer–pa-
rasiet associatie ten goede
kwam aan de parasiet. Bij het
hoogste besmettingsniveau be-
droeg de fractie Striga bijna
70% van de totale drogestof-
productie. 
Pagina 276 Gewasbescherming jaargang 37, nummer 6, november 2006
Mededelingenblad van de Koninklijke Nederlandse Plantenziektekundige Vereniging
[P
R
O
M
O
T
I
E
S
2006 NUMMER 37_6_v2  24-10-2006  09:15  Pagina 276
Effect van
het Striga-
infectietijd-
stip
Hoewel de eerder
beschreven resulta-
ten een duidelijk
effect van het in-
fectietijdstip van
Striga op het plant-
en korrelgewicht
van sorghum sug-
gereren, bleek het
tijdstip van infectie
gekoppeld te zijn
aan de sorghum-
cultivar of aan het
Striga-infectie-
niveau van de
waardplant. Om de
invloed van infectietijdstip op
de interactie tussen waard-
plant en parasiet verder uit te
diepen werden aanvullende
kasproeven uitgevoerd. In deze
proeven werden op kunstmati-
ge wijze vertragingen van een
en twee weken in de eerste
aanhechting van Striga aange-
bracht. Het resultaat was dat
bij het gevoelige ras de interac-
tie tussen waardplant en para-
siet significant beïnvloed werd
door het tijdstip van eerste
aanhechting. De parasiet bleek
het meest gevoelig voor verlate
infectie; de biomassa van Stri-
ga werd al significant geredu-
ceerd bij een vertraging van de
infectie met één week. Bij een
uitstel van de eerste aanhech-
ting met twee weken ging een
verdere reductie van de bio-
massa van de Striga gepaard
met een sterke toename in
plant- en korrelgewicht van
sorghum. Bij de tolerante culti-
var Tiémarifing, waar onder
normale omstandigheden de
eerste Striga-infectie al relatief
laat plaatsvindt, resulteerde
een verdere vertraging van het
aanhechtingstijdstip niet in
significante effecten op de
waardplant en de parasiet. De
invloed van een verlate eerste
infectie van Striga hangt dus
sterk af van het actuele tijdstip
van infectie. Verder bevestigen
de resultaten dat het eerder
waargenomen verschil in eer-
ste infectietijdstip tussen de
beide sorghumcultivars bij-
draagt aan de Striga-tolerantie
van de cultivar Tiémarifing. 
Toepassing van de
onderzoeksresul-
taten
Gebaseerd op deze resultaten
werd verondersteld dat mani-
pulatie van het infectietijdstip
wel eens aanknopingspunten
zou kunnen bieden voor de
ontwikkeling van nieuwe be-
heersstrategieën. Het idee ont-
stond dat het principe van het
scheiden van Striga zaden en
gastheerwortels in ruimte en
tijd, zou kunnen resulteren in
Mededelingenblad van de Koninklijke Nederlandse Plantenziektekundige Vereniging
Gewasbescherming jaargang 37, nummer 6, november 2006 Pagina 277
[P
R
O
M
O
T
I
E
S
Verlies korrelopbrengst
2000 35
100
2000
III
III
aantal Striga plantenBesmettingsniveau
Figuur 2: Drie-kwadrant weergave van de relaties tussen het Striga besmettings-
niveau van de grond, het aantal opgekomen Striga planten, en het relatieve korre-
lopbrengstverlies bij de gevoelige sorghum-cultivar CK60-B. 
Figuur 1: Een sorghumplant geparasi-
teerd door Striga hermonthica.
2006 NUMMER 37_6_v2  24-10-2006  09:15  Pagina 277
Pagina 278 Gewasbescherming jaargang 37, nummer 6, november 2006
Mededelingenblad van de Koninklijke Nederlandse Plantenziektekundige Vereniging
een verlaat infectietijdstip. Ex-
perimenten werden opgezet
om uit te zoeken of cultuur-
maatregelen als oppervlakkige
grondbewerking, het zaaien in
een diep plantgat of het over-
planten van jonge sorghum-
planten, kunnen leiden tot een 
vertraging van het eerste Stri-
ga-infectietijdstip. Een pot-
proef liet zien dat alle geteste
maatregelen en met name de
combinatie van de drie ge-
noemde cultuurmaatregelen
tot duidelijke effecten leiden.
De opkomst van de parasiet
werd met vier weken ver-
traagd, het aantal opgekomen
Striga planten nam beduidend
af en de geproduceerde Striga
biomassa werd gedecimeerd.
Bij de gevoelige sorghumculti-
var CK60-B leidde toepassing
van een combinatie van de
voorgestelde cultuurmaatrege-
len tot een opbrengstverlies
van 26%, terwijl er onder stan-
daard praktijkmaatregelen
(grondbewerking tot vijftien
centimeter, Striga zaden ge-
mengd door de gehele bouw-
voor, oppervlakkig zaaien van
sorghum) sprake was van een
nagenoeg volledig opbrengst-
verlies (92%). Bij de tolerante
cultivar Tiémarifing werd een
verlies aan korrelopbrengst van
28% onder standaard prak-
tijk¬omstandigheden volledig
teniet gedaan door het toepas-
sen van de combinatie van
nieuwe maatregelen.
Evaluatie van deze cultuur-
maatregelen in een veldproef
in Mali leidde slechts ten dele
tot succes. Ondanks een sterke
reductie in het Striga-infectie-
niveau (85%), resulteerden de
maatregelen niet in een verlate
opkomst van de parasiet en ten
gevolge hiervan werden signifi-
cante verbeteringen in op-
brengst van de sorghum onder
veldomstandigheden niet be-
haald. De resultaten laten zien
dat onder veldomstandighe-
den, met een natuurlijke Stri-
ga-zaadbank en met zaden ver-
spreid door de gehele
bouwvoor, het scheiden van de
wortels van de gastheer en de
zaden van de parasiet veel
moeilijker te bewerkstelligen
is. Het gevolg hiervan is dat
geen onmiddellijke verbetering
van de sorghumopbrengst
werd behaald. Het directe ef-
fect van de toegepaste maatre-
gelen op het aantal opgeko-
men Striga planten en op de
Striga zaadproductie, recht-
vaardigt echter de verwachting
van een gunstig effect van de
toegepaste maatregelen ook op
de sorghumopbrengst op de
langere termijn.
[P
R
O
M
O
T
I
E
S
2006 NUMMER 37_6_v2  24-10-2006  09:15  Pagina 278


Nieuwe inzichten in de interactie tussen sorghum en het parasitaire onkruid Striga hermontica

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Wageningen Yield

Name not available

NARCIS