Ny opdagelse kan gøre det lettere for afgrøder at optage fosfor

Nyopdaget gen i planter kan booste fosfor-optag. Den nye viden kan dog kun udnyttes ved brug af genredigeringsteknikker som fx crispr, og derfor må EU stå stand-by pt..

Forskere fra Københavns Universitet har opdaget et vigtigt gen i planter, som kan bane vejen for, at landbrugsafgrøder i højere grad indgår underjordisk samarbejde med svampe, som giver dem større rodnet og hjælper dem med at optage fosfor.

Set i helikopterperspektiv er det en opdagelse, som måske kan effektivisere landbruget og gavne miljøet i fremtiden.

Nyopdaget gen styrer samarbejde mellem plante og svamp 

Quid pro quo (frit oversat: noget for noget, red.).

Sådan kan man sige om det ”fødevarefællesskab”, som størstedelen af alle planter indgår med mykorrhizasvampe.

Planten lader svampen leve i sine rødder og fodrer den med fedt og sukker mod, at svampen som betaling bruger sine vidtrækkende hyfer (en slags rødder, red.) til at opfange livsvigtige næringsstoffer i jorden til planten, såsom det vigtige mineral fosfor.

Forskere fra Institut for Plante- og Miljøvidenskab på Københavns Universitet har nu opdaget et særligt gen i planter, det såkaldte CLE53-gen, der regulerer samarbejdet mellem svampe og planter.

Genet er central i en mekanisme der kontrollerer, hvor modtagelige planter er for at indgå samarbejde med mykorrhizasvampe. Ny viden, som på sigt kan give større udbytte i landbruget og behov for mindre gødskning.

”Lignende gener findes i alle planter - også afgrøder i landbruget. Så hvis man muterer eller slukker for CLE53 i en afgrødeplante, vil den sandsynligvis i højere grad indgå i symbiose med svampen, og derved kan man reducere behovet for fosfor-gødning, fordi planterne bliver bedre til at optage den eksisterende fosfor i jorden,” forklarer adjunkt Thomas Christian de Bang, Institut for Plante- og Miljøvidenskab.

70 procent P-gødning når ikke planten

Fosfor er livsvigtigt for alle planter. Men problemet med fosfor i landbruget er, at man gødsker mere, end planterne er i stand til at optage.

Man anslår, at cirka 70 procent af den fosfor-gødning, der benyttes i dansk landbrug ophobes i jorden, og blot 30 procent når frem til planten. Når det regner, er der en risiko for at en del af den ophobede fosfor udledes til vandløb, søer og farvande.

Paradoksalt har forskere observeret, at når indholdet af fosfor i jorden er højt, vil planterne være mindre tilbøjelige til at indgå i arbejdsfællesskabet med svampene, hvilket betyder, at de bliver dårligere til at optage næringsstoffer.

”Vi har i en række forsøg påvist, at planten ikke producerer genet CLE53, hvis den mangler fosfor. Men når fosfor-niveauerne i planten er høje, eller hvis planten allerede er i samarbejde med svampen, så stiger niveauet af CLE53.

Vores forsøg viser, at CLE53 har en negativ effekt på plantens evne til at gå i symbiose med svampen og dermed optage fosfor mest effektivt,” siger Thomas Christian de Bang.

Kræver accept af CRISPR

I flere lande uden for EU er genredigering af planter lovligt – fx i Kina, USA, Schweiz og Storbritannien. Men i EU er der ikke en generel accept af genredigerings-metoder som crispr til at ændre planter og fødevarer.

Derfor har forskernes opdagelse p.t. dårlige muligheder for at blive brugt i Danmark og resten af EU.

”Man kan bruge teknologien andre steder i verden, og der vil det være forholdsvis ligetil at gå i gang. Mit bud vil være, at man i løbet af fem år kan have testet og forædlet planterne, så de i højere grad går i
symbiose med svampene og optager mere fosfor.

Herhjemme og i EU kræver det en accept af genredigering og en ændret tilgang til godkendelsesprocedurerne for sådanne planter,” siger Thomas Christian de Bang.

Faktaboks

Symbiose mellem planter og svampe

  • 90 procent af alle planter indgår i en symbiose med mykorrhizasvampe, der populært sagt forstørrer planternes rodnet, og dermed hjælper til med at skaffe nok fosfor, vand og andre næringsstoffer.
  • For at kunne få gavn af mykorrhizasvampens evne til at trække fosfor ud af jorden, skal planten fodre den med fedt og sukker. For at undgå at bruge for meget energi på svampen, hvis den f.eks. oplever høje fosfor-niveauer eller at den allerede er blevet koloniseret af svampen, så kan planten lukke ned for symbiosen.
  • Det anslås, at man i dansk landbrug gødsker med ca. 30 kilo fosfor pr. hektar jord. Heraf går ca. 30 procent til afgrøderne, mens de ca. resterende 70 procent bindes til jorden.
  • Når det regner skylles noget af den ophobede fosfor via overfladeafstrømning ud i nærliggende vandløb, søer og farvande. Det giver øget algevækst og kan dræbe både plante- og dyreliv
  • Fosfor er en begrænset naturressource, som det anslås, at vi løber tør for engang i fremtiden
  • Forskningen er finansieret af Novo Nordisk Fonden og Københavns Universitet
  • Tidligere forskningen har vist, at en lignende mekanisme eksisterer for symbiosen mellem bælgplanter og rhizobiumbakterier. Det var også et CLE-gen, men et andet, end det forskerne nu har opdaget
  • Forskningen er udgivet i det videnskabelige tidsskrift Journal of Experimental Botany https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/eraa193/5822653

Emneord PLUS

Kommentarer

Sponsoreret indhold

Sponsoreret indhold er artikler produceret af den annoncør, der er angivet i toppen af artiklen. Sponsoreret indhold er betalt af den angivne annoncør og er derfor ikke redaktionelt indhold. Hos LandbrugsAvisen følger vi de gældende retningslinjer for sponsoreret indhold fra Danske Medier, markedsføringsloven og presseetiske regler.