Forskere vil forbedre planters ”tarmflora” – Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Institut for Plante- og Miljøvidenskab > Nyheder > Forskere vil forbedre ...

13. oktober 2016

Forskere vil forbedre planters ”tarmflora”

Bakterieflora

Svampesygdomme kan gøre livet surt for enhver gartner, og bekæmpelse kræver normalt brug af pesticider. Et samarbejde mellem Institut for Plante- og Miljøvidenskab ved Københavns Universitet og gartneriet Knud Jepsen A/S vil nu sætte fokus på, hvordan den rette bakterieflora i jorden kan modvirke sygdomme i planterne. Projektet har fået en GUDP-bevilling til målrettet arbejde for en kommerciel og bæredygtig løsning.

Af Natasja Lykke Corfixen

Prydplanten Kalanchoe produceres i store antal af gartneriet Knud Jepsen A/S. Planten er populær i mange danske husholdninger og bliver nu modelorganismen i centrum af forskningen. Foto: Knud Jepsen A/S.

Sammensætningen af mikroorganismer i jorden omkring planterødder er essentiel for planters optag af næringsstoffer samt for deres forsvar mod sygdomme. Et nyt forskningsprojekt på Institut for Plante- og Miljøvidenskab skal undersøge, hvordan den rette sammensætning af jordbakterier kan optimere vækstbetingelserne  for kultiverede planter. Projektet har modtaget 4 mio. kr. fra Grønt Udvikling- og Demonstrationsprogram (GUDP) og har fokus på, hvordan bakteriefloraen kan forhindre forekomsten af plantesygdomme.  

Forskerne vil arbejde frem imod at lave en sammensætning af nyttige bakterier, som gør jordforholdene ideelle og dermed forbedrer planternes forsvar. Jordbakterier lever under normale forhold tæt ved rødderne, i rhizosfæren og sommetider inde i roden, hvor de kan leve i symbiose med planten:

”Det kan sammenlignes med menneskets tarmflora, men til forskel har planterne deres flora uden på rødderne,” forklarer professor Hans Thordal-Christensen og fortsætter, ”Den såkaldte rodmikrobiome spiller en meget vigtig rolle for planterne.”

Modelleret løsningsudvikling
Samarbejdet mellem forskningsgruppen og gartneriet, Knud Jepsen A/S, som har haft flere projekter med Københavns Universitet, bygger på en fælles interesse for plantepatologi. Gartneriet producerer store antal af den populære prydplante, Kalanchoe, i deres drivhuse.

”Gartneriet har forklaret os, at sygdomme, forårsaget af jordpatogener, spiller en vigtig rolle i deres produktion af blomster, og at de er meget engagerede i udviklingen af en bæredygtig produktion,” fortæller postdoc Kenneth Madriz-Ordeñana, ”Firmaet bruger allerede en masse miljøvenlige systemer, både mht. energi- og næringsstofforbrug samt til insektbekæmpelse. ”

Det eneste, gartneriet indtil nu ikke har haft held til at bekæmpe biologisk, er jordpatogener og i særlig grad svampesygdomme, som angriber planternes rødder. Derfor skal samarbejdet med Institut for Plante- og Miljøvidenskab sikre udviklingen af en miljøvenlig bekæmpelse af netop denne form for patogener. Samarbejdet har indtil nu skabt en del idéer, som danner baggrund for forskningsprojektet.

”Ved at sætte fokus på netop denne udfordring forventer vi at opnå anvendelige resultater samt at udvikle bæredygtige løsninger i samarbejde med de dygtige forskere på Københavns Universitet. Derudover ved vi, at vi vil nå langt her på gartneriet og hos vores samarbejdspartnere ved at sætte fingeren på et ømt punkt. Derved skabes øget opmærksomhed og vidensudveksling både internt, men også mellem virksomhed og universitet,” siger R&D manager hos Knud Jepsen A/S Kai Lønne Nielsen.

Som udgangspunkt danner drivhusbetingelserne i et gartneri gode rammer for udviklingen af den biologiske bekæmpelsesmetode, da forholdene her er meget kontrollerede. En screening for nyttige bakterier i dette miljø forventes relativt let at kunne føre til et brugbart produkt, da betingelserne her i et stort omfang ikke er påvirket af årstider eller andre vekslende forhold.

”Ideen er, at vi skal finde nogle mikroorganismer, som kan have en positiv indvirkning på planternes resistens , og som kan effektivisere bekæmpelsen af sygdommene, hvilket selvfølgeligt er meget miljøafhængigt. Derfor er de beskyttede miljøforhold i et gartneri optimale,” fortæller Hans Thordal-Christensen. 

Fokus på særlige bakterier
Planterne dyrkes ofte i sphagnum, som typisk ikke indeholder en særlig varieret bakterieflora, og projektets fokus er derfor at etablere en flora, som kan hjælpe planten. På baggrund af projektets kommercielle relevans vil der undervejs i forskningen også blive taget hensyn til, at et færdigt produkt skal være både let at fremskaffe samt anvende:

Postdoc Kenneth Madriz-Ordeñana og professor Hans Thordal-Christensen står i spidsen for projektet, som udføres af forskningsgruppen Plant Defence Genetics. Foto: Institut for Plante- og Miljøvidenskab.

”Vi fokuserer på de bakterier, som danner endosporer. Endosporerne dannes normalt for at denne type bakterier kan overleve under vanskelige forhold,” forklarer Kenneth Madriz-Ordeñana,  ”Denne mekanisme mener vi at kunne bruge til at udvikle produkter med bakterier, som kan overleve længe, hvilket gør dem nemmere at håndtere.”

Netop denne type bakterier vil være fordelagtige i et produkt, som skal kunne opbevares tørt og i længere tid. Desuden har tidligere forskning beskrevet endosporedannende bakterier som antagonister, hvilket gør dem i stand til at bekæmpe patogene mikroorganismer omkring dem og dermed potentielt beskytte planten.

”Men nogle bakterier er også i stand til at igangsætte planternes forsvarsmekanismer, og nogle typer kan endda promovere vækst,” fortæller Kenneth Madriz-Ordeñana.

Bakterierne skal findes og identificeres gennem en screeningsprocess, da der i bare ét gram jord let findes flere tusinde forskellige bakteriestammer. Den rette sammensætning vil potentielt kunne reducere brugen af pesticider og samtidig mindske svindet i produktion. Dermed begrænses omkostningerne i forbindelse med sydomsudbrud i planteproduktioner.