Meer en veiligere recirculatie van drainwater door snelle detectie van infectieus virus in de glastuinbouw

Technologie

De mogelijke verspreiding van een virusinfectie speelt vooral in de teelten onder glas, zoals bij komkommers, en onbedekte teelt, zoals lelie. Bij deze gewassen is water één van de bronnen van herbesmetting van de teelt, door respectievelijk komkommerbontvirus (CGMMV) en het lelievirus Plantago asiatica mosaic virus (PlAMV). In dit project worden daarom twee detectiemethoden (door)ontwikkeld en getest om infectieus, en daarmee levend, virus (versus geïnactiveerd virus) aan te tonen. Door deze methoden te combineren met de meting en validatie van door telers gebruikte ontsmettingsmethoden, en een risicoanalyse hoe deze het beste kunnen worden ingezet, wordt het vertrouwen in waterhergebruik groter en neemt het waterhergebruik toe. Bovendien biedt het monitoren van drainwater een ‘early warning‘ systeem in de kas. Virussen kunnen namelijk al in het drainwater worden gedetecteerd voordat schade aan planten zichtbaar wordt. 

Figuur 1. Schematische weergave van inzet van de virussensor om veilig het drainwater te kunnen recirculeren, in samenwerking met een ontsmetter waarvan de efficiëntie is gevalideerd en de werking wordt bewaakt.

Uitdaging 

Virusinfectie in de teelt is een belangrijke reden om water niet te hergebruiken en te lozen op het (oppervlakte)water. Hierdoor kunnen meststoffen en gewasbeschermingsmiddelen in het water terecht komen. Vanuit de Kaderrichtlijn Water (KRW) moet in 2027 echter een (nagenoeg) nul-emissie van meststoffen en gewasbeschermingsmiddelen worden bereikt. Een mogelijke aanwezigheid van infectieus virus is een obstakel voor het hergebruik van water en daarmee de realisatie van de emissieloze kas in 2027. Ontsmettingstechnieken zorgen voor afdoding of verwijdering van virusdeeltjes. Afhankelijk van de ontsmettingstechniek, kunnen gangbare virusdetectiemethoden zoals (q)PCR en ELISA geen onderscheid maken tussen infectieus en afgedood (niet-infectieus) virus. Dit onderscheid is echter cruciaal voor validatie van ontsmettingstechnieken. De nieuwe, te testen, methoden lijken dit onderscheid wel te kunnen maken 

Oplossing

Door het ontwikkelen van twee nieuwe virusdetectiemethoden, namelijk een near real-time sensor en een innovatieve capsid integrity qPCR (ci-qPCR), kunnen straks selectief infectieuze plantvirussen in lage concentratie in de waterstroom op het glastuinbouwbedrijf worden gemeten. Daarnaast worden de al aanwezige ontsmettingstechnieken gevalideerd en wordt berekend wat de minimale capaciteit hiervan moet zijn. Door de combinatie van nieuwe virusdetectiemethoden en zekerheid over de efficiëntie van ontsmettingstechnieken wordt de waterkwaliteit voor de teelt geborgd en het vertrouwen in hergebruik vergroot. 

In een voorlopend project werd een eerste versie van de virussensor ontwikkeld voor CGMMV en PlAMV en de innovatieve ci-qPCR techniek verkend. De eerste resultaten zijn veelbelovend. Maar er zijn nog veel stappen nodig om de virussensor en ci-qPCR techniek verder te ontwikkelen, te vergelijken met de conventionele methoden zoals ELISA en biotoetsen en (voor de virussensor) verder te ontwikkelen tot een conceptvirussensor die uiteindelijk als near real-time sensor inzetbaar is. Beide technieken worden binnen dit project specifiek gemaakt voor genoemde plantvirussen, maar kunnen relatief eenvoudig aangepast worden voor het detecteren van andere virussen in waterstromen.