Case

Kornsorter forhindrer naturligt svampeangreb, men hvordan?

Nogle kornsorter kan modstå angreb fra svampe svampe som for eksempel meldug uden brug af pesticider. Med en bevilling fra Danmarks Frie Forskningsfond prøver forskere at forstå, hvordan de naturligt resistente planter forsvarer sig, så man på sigt kan forædle resistente sorter og undgå pesticider.

  • Teknologi og Produktion
  • Forskningsprojekt 2
  • 2014

Når man kigger ud over de grønne kornmarker, er det nemt at overse. Men falder blikket mellem stråene på bygmarkerne, vil man sommetider kunne se en række hvide pletter, der breder sig fra stænglerne og op af bladene. Det er svampesygdommen meldug, som hæmmer byggens vækst og dermed går ud over landmændenes udbytte. Nogle svampesygdomme kan desuden efterlade naturlige giftstoffer i høsten, som kan gøre dyr syge, og som er mistænkt for at være kræftfremkaldende hos mennesker. 

Langt de fleste bygsorter der bruges i dag, har en naturlig resistens overfor meldug. Men det ser ud til, at meldugsvampene er ved at udvikle evner til at omgå resistensen. For fortsat at kunne vælge sorter med naturlig resistens, så man kan undgå store mængder pesticider, er det nødvendigt at forstå svampesygdommene bedre. 

På Aarhus Universitet har Kim H. Hebelstrup, Institut for molekylærbiologi og genetik, forsket i modtagelighed for meldug i byg. Det har han gjort ved at undersøge, hvordan molekylet NO (nitrogen monoxid) opfører sig i planten.

"Tidligere målinger fra blandt andet England har vist, at NO har indflydelse på planternes respons på svampeangreb, og vi ville undersøge det yderligere for at se, om vi kunne finde frem til nogle af de mekanismer og gener, der er vigtige i forhold til resistens overfor svampesygdomme i planter," forklarer Kim H. Hebelstrup.

For at kunne styre NO-indholdet i planter, måtte Kim H. Hebelstrup og hans kollegaer i første omgang vende sig mod et andet stof, nemlig proteinstoffet hæmoglobin. Hæmoglobin er bedst kendt for at være det stof i blodet, der transporterer ilt til muskler og væv hos dyr og mennesker. Planter indeholder også hæmoglobin, men eftersom det ikke er blod, der cirkulerer rundt i bladene, undersøgte Kim H. Hebelstrup i et tidligere projekt, hvad planter egentlig bruger hæmoglobin til. Det viste sig, at hæmoglobin hjælper planter til at nedbryde NO.

Kim Hebelstrup.jpg

Med den viden har han været i stand til at kontrollere mængden af NO i planternes celler ved at skrue op og ned for indholdet af hæmoglobin. Dermed kunne han undersøge hvor modtagelige bygplanter er over for svampesygdomme, alt efter om de har meget eller lidt NO i deres celler.

Når en plante var smittet med meldug, målte forskerne niveauet af NO-molekylerne i de celler, der var inficeret af svampene. NO viste sig at være det molekyle, der gav signal til plantens gener om at danne stoffer, der kunne beskytte planten mod svampeangreb, eller ved at slå de inficerede celler ihjel. På den måde fik forskerne indblik i, præcis hvilke gener der er essentielle for plantens evne til at beskytte sig, når planten er angrebet af meldug, og hvilke proteiner beskyttelsesstofferne består af. Den viden kan bruges i forædlingen af nye resistente sorter.

Svampen stjæler næring (sukkerstoffer) til sin egen vækst, så planten ikke gror så meget, som den normalt ville. Her var det igen vigtigt at forstå, hvordan man kan hjælpe planterne med at optage næring, så væksten ikke standses mens planten modarbejder et angreb.

Under studierne opdagede forskerne til deres overraskelse, at planter med meget hæmoglobin kan optage NO fra luften og omdanne det til nitrat inde i selve planten. Nitrat er et vigtigt næringsmiddel for planter, som de normalt får fra jorden. Men planter kan altså også optage NO fra luften, hvis de indeholder meget hæmoglobin.

"Det åbner op for helt nye anvendelses-muligheder for planter, hvor de kan bruges som en alternativ løsning på NOs forureningsproblemer," fortæller Kim H. Hebelstrup, der glæder sig over, at forskningen nu også kan brede sig i andre videnskabelige retninger.

Kontaktinformation

Pressekonsulent Mette Lynge Hansen, tlf. 7231 8465, e-mail: met@ufm.dk 

Foto: Nitin Bhosale, Unsplash