Aarhus Universitets segl

Forskere vil undersøge planters forsvarssamarbejde med jordens mikroorganismer

Der er behov for miljøvenlige strategier til bekæmpelse af skadedyr, hvis det skal være muligt at have en bæredygtig fødevareproduktion til verdens stigende befolkning. Der skal udvikles innovative ikke-kemiske metoder til effektiv bekæmpelse af blandt andet skadedyr som nematoder. Nyere forskning viser, at planter kan udskille stoffer, som regulerer mikroorganismer i jorden, der beskytter planten mod skadedyr. Det vil et nyt projekt finansieret af Novo Nordisk Fonden undersøge nærmere.

Foto: Lars Kruse - AU Foto

Det bliver en udfordring af brødføde verdens befolkning på en bæredygtig måde i fremtiden, når den forventede verdensbefolkning i 2050 vil være næsten 10 milliarder mennesker. Udvikling af miljøvenlige strategier til bekæmpelse af skadedyr i jorden er et afgørende aspekt af en bæredygtig fødevareproduktion. I øjeblikket forbydes flere og flere pesticider på grund af deres negative virkninger på menneskers sundhed og miljøet. Der er med andre ord behov for ikke-kemiske skadedyrsbekæmpelsesmetoder, som er både virksomme og omkostningseffektive.

I et nyt projekt, som er finansieret af Novo Nordisk Fonden, vil forskere fra Aarhus Universitet undersøge, hvordan planternes egne forsvarsmekanismer vil kunne bruges som strategi for at bekæmpe skadedyr som nematoder. De er nemlig årsag til 10-15% af al det udbytte, der hvert år går tabt på verdensplan.

“De nuværende metoder til bekæmpelse af nematoder uden brug af kemi er ganske enkelt ikke effektive nok, så det er afgørende, at vi finder nye løsninger på problematikken,” fortæller Mette Vestergård Madsen, der leder PhytoRecruit-projektet.

Planternes egne forsvarsmekanismer regulerer jordens mikrobiom

Forskerne bag PhytoRecruit-projektet vil undersøge planternes egne forsvarsmekanismer til at undgå eller reducere skadedyr og andre patogener.

“Tidligere har vi fundet ud af, at planter kan kontrollere infektioner ved at regulere sammensætningen af mikroorganismer omkring deres rødder, så de i samspil med planten kan forhindre en invasion af fjendtlige organismer. Men vi ved ikke, hvordan planten præcist styrer de her mikrobielle samfund,” forklarer Mette Vestergård Madsen. Hun fortæller videre, at nyere forskning viser, at sekundære metabolitter, altså stoffer planten kan udsende, spiller en vigtig rolle i processen.

Planter udskiller bl.a. stoffer kaldet flavonoider, og ifølge forskerne har man påvist, at planter, der udskiller meget få flavonoider er mere modtagelige overfor patogene angreb. Det tyder på, at stofferne er en væsentlig del af planternes forsvar mod f.eks. nematoderne.

“Vores forskning viste dog også, at flavonoider påvirker mikroorganismers evne til at holde nematoderne væk fra rødderne. Det tyder på, at flavonoider både er vigtige for plantens direkte forsvar mod nematoder, men at mængden eller sammensætningen af flavonoider også er afgørende for at mobilisere det indirekte forsvar, som mikroorganismer kan udgøre,” siger Mette Vestergård Madsen.

Hvordan påvirker planter deres omgivelser?

I det nye projekt vil forskerne sætte mekanismerne, hvormed planter påvirker livet i jorden under lup.

“Vi vil teste mange flere planters flavonoider. I tidligere forsøg har vi ikke målt på flavonoiderne, det gør vi nu. På den måde håber vi på at kunne skabe et mere detaljeret overblik over, hvilke flavonoider planterne udskiller, hvilke samfund af mikroorganismer det afstedkommer, og hvordan nematoderne bliver påvirket,” siger Mette Vestergård Madsen.

Formålet med projektet er med andre ord at kunne identificere navngivne mikroorganismer, der er med til at mindske angreb fra nematoder.

“Når de er identificeret, kan vi efterfølgende teste, hvordan de påvirker nematoderne under kontrollerede forhold i laboratoriet,” forklarer Mette Vestergård Madsen, der fortæller, at en del af projektets resultat ligeledes vil være en detaljeret beskrivelse af flavonoiderne og andre stoffer, planter udskiller for at beskytte sig selv.

På den måde håber forskerne på at kunne identificere nøgleflavonoider, der er vigtige i forhold til at fremme bestemte mikroorganismer til bekæmpelse af nematoder. Sådanne beskrivelser er væsentlige også i forhold til planteforædlingen. Her er man nemlig, ifølge forskerne, begyndt at forstå, at forædling af sorter, der er genetisk og fysiologisk i stand til at fremme gavnlige rodmikrobiomer, er en bæredygtig strategi for udvikling af afgrøder, der er modstandsdygtige over for skadegørere og andre stressfaktorer.

 

PUNKTER INDHOLD OG FORMÅL

Samarbejdspartnere

Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet og University of Helsinki.
Ekstern finansiering Novo Nordisk Fonden
Bevilling 3.512.253 kr
Projektperiode 2023 - 2026
Kontakt Seniorforsker Mette Vestergård Madsen, Institut for Agroøkologi, Aarhus Universitet. Tlf.: +45 41593003 eller mail: mvestergard@agro.au.dk