Planter har brug for gødning i form af kvælstof for at kunne vokse, og gennem de seneste år har der af miljømæssige årsager været mange forsøg på at reducere forbruget af kunstgødning uden det gik ud over produktionen. Derfor har der været fokus på mulighederne for at udnytte viden om bælgplanternes evne til at danne deres egen gødning i symbiose med kvælstoffikserende rhizobium bakterier.

Professor Jens Stougaard har i et internationalt samarbejde, og sammen med en større gruppe forskere fra Institut for Molekylærbiologi og Genetik ved Aarhus Universitet, bl.a. gennem et omfattende grundforskningsprojekt fundet frem til, hvilke gener der gør det muligt for bælgplanter at etablere symbiose med rhizobium-bakterier.

Denne forskning har åbnet nye bioteknologiske muligheder for at udvide symbiosen til at omfatte planter uden for bælgplantefamilien. I denne sammenhæng er det afgørende at forstå, hvorfor planterne ikke opfatter rhizobium-bakterierne som sygdomsfremkaldende (patogene) organismer, som skal bekæmpes, men derimod som en slags samarbejdspartner, der skal have adgang til plantens rod.

Forskergruppen har nu klarlagt grundlaget for at forstå de mekanismer, planter bruger til at reagere på forskellige jordmikrober og skelne mikroorganismer der lever i symbiose (symbionter) fra sygdomsfremkaldende organismer (patogener), med andre ord, at kende ven fra fjende. Undersøgelsen viser, at bælgplanters rodceller har receptorer, der er i stand til skelne mellem kitinmolekyler fra patogener, som aktiverer forsvarsmekanismerne og såkaldte lipochitin-oligosaccharider (Nod-faktorer) fra rhizobium, som aktiverer endosymbiose (en form for symbiose, hvor den ene af parterne lever inden i den anden) med rhizobium-bakterier. For de 80-90% jordplanter, der tillader symbiotiske mikroorganismer at inficere deres væv, er denne evne til at skelne gavnlige mikrober fra patogener afgørende for deres overlevelse.

Resultaterne, der er publiceret i det internationalt anerkendte tidsskrift PNAS, baner vejen for nye undersøgelser af signal-transduktionsveje, der fører til symbiose og forsvarsrespons.

Professor Jens Stougaard og lektor Simona Radutoiu havde lejlighed til at diskutere perspektiverne for at øge brugen af ??symbiotisk kvælstoffiksering i bæredygtigt landbrug med Bill Gates og andre deltagere i The Grand Challenges Conferencen i Queen Elisabeth II Center i London. Alle deltagere var begejstrede for perspektiverne, og der var en ivrig diskussion om de mange udfordringer, der er i at oversætte grundlæggende plantemikrobiologisk forskning til bæredygtige løsninger.

Bill Gates er kendt for gennem sin fond at støtte projekter, der kan komme udviklingslandene til gode.

Link til den videnskabelige artikel i PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America) ”Receptor-mediated chitin perception in legume roots is functionally separable from Nod factor perception”: http://www.pnas.org/content/114/38/E8118.abstract

Mere information

Professor Jens Stougaard
Institut for Molekylærbiologi og Genetik
Aarhus Universitet
6020 2649 - stougaard@mb.au.dk

Lektor Simona Radutoiu
Institut for Molekylærbiologi og Genetik
Aarhus Universitet
8715 5498 - radutoiu@mbg.au.dk