Nematoden vormen een zeer overvloedige en diverse groep microfaunale organismen die verschillende ecosysteemdiensten leveren. Ze spelen een belangrijke rol in het bodemvoedselweb, dragen bij aan de bodemstructuur en -functie, zijn betrokken bij de nutriëntencyclus en -afbraak en fungeren als biologische bestrijders. Plantenparasitaire nematoden (PPN) komen echter voor in tropische, gematigde en koele klimaten en infecteren meer dan 3.000 plantensoorten van economisch belang, waaronder basisgewassen, groenten en sierplanten. PPN leiden tot opbrengstverliezen die kunnen oplopen tot miljarden dollars. Traditioneel werden nematiciden gebruikt om PPN te bestrijden, maar de schadelijke milieueffecten ervan hebben geleid tot de zoektocht naar alternatieve methoden, zoals wisselbouw en resistente gewasvariëteiten. Effectieve implementatie van deze strategieën vereist een beter begrip van de taxonomie en biologie van PPN, aangezien de meeste resistentiegenen alleen gericht zijn tegen specifieke PPN-soorten.

Dit onderzoeksvoorstel is gericht op het verbeteren van de nauwkeurige en efficiënte identificatie van plantenparasitaire nematoden om effectieve beheersingsstrategieën uit te werken en onnodig gebruik van agrochemische middelen te minimaliseren. Nematoden uit verschillende delen van de wereld zullen onderzocht worden en nieuwe soorten zullen beschreven worden indien nodig. Elke nematodenpopulatie zal zowel morfologisch als moleculair bestudeerd worden. Eerder beschreven morfospecies zullen gekoppeld worden aan informatieve sequenties, waaronder D2-D3 van 28S, 18S rRNA-gen, COI-gen van mtDNA en NAD5 voor wortelknobbelnematoden. Daarnaast zullen nieuwe informatieve barcodes worden geïntroduceerd. Om een ondubbelzinnige link tussen de morfologische informatie en de nieuwe DNA-barcodes te verzekeren, zullen morfologische vouchers bewaard worden vóór de DNA-extractie. Waar mogelijk zal ook topotype-materiaal verzameld worden om een link met typemateriaal te verzekeren.

Ons vorig onderzoek heeft echter aangetoond dat het ontwikkelen van een universele barcode voor nematoden, vergelijkbaar met de COI in de meeste andere dieren, een uitdaging is, zo niet onmogelijk. Daarom zullen we ook de meest efficiënte methodes onderzoeken om over te stappen van korte barcodes en delen van het nucleaire en/of mitochondriale genoom te gebruiken om de diagnostische resolutie te verbeteren en de nood aan primer-gebaseerde barcodes voor identificatie te elimineren.

De verkregen moleculaire barcodes zullen ook de basis vormen voor een op DNA-gebaseerde metabarcoding, waardoor soorten snel en efficient geïdentificeerd kunnen worden. Deze aanpak zal van cruciaal belang zijn voor de karakterisatie van nematodengemeenschappen uit bulkmonsters of zelfs omgevings-DNA-stalen, waardoor zowel gunstige als schadelijke organismen in één enkele analyse kunnen worden geïdentificeerd.

Deliverables:

• Een uitgebreide beschrijving van de nematodenbiodiversiteit gebaseerd op de gecombineerde verwerving van moleculaire, morfologische, biogeografische, ecologische en parasitaire gegevens, met speciale aandacht voor wereldwijde landbouwproblemen.
• Het koppelen van morfologisch geïdentificeerde soorten aan de meest informatieve en efficiënte moleculaire barcodes, waardoor een uitgebreide taxonomische referentiedatabase ontstaat.
• Uitgebreid beschrijven van nieuw ontdekte plantenparasitaire nematoden.
• De verkregen informatie gebruiken om de DNA-metabarcoding te optimaliseren voor de identificatie van (plantenparasitaire) nematoden uit bulkmonsters.
• Een methode ontwikkelen om van de traditioneel gebruikte korte barcodes over te stappen op het integreren van genoom informatie voor het karakteriseren en identificeren van nematoden.