Forskere fra Aarhus Universitet har nu defineret det receptorkompleks, der er afgørende for, at der igangsættes en symbiose mellem bakterier og bælgplanter. Opdagelserne er offentliggjort i Science, og her beskriver forskerne en ny teknik, der bruger nanobodies fra lamaer til at undersøge receptorkomplekser i planter. Til forskernes overraskelse kunne teknikken også identificere bygreceptorer med en lignende funktion, hvilket åbner et helt nyt perspektiv. Resultaterne gør det måske muligt at opbygge symbiosen i vigtige kornafgrøder og derved understøtte den grønne omstilling og sikre en mere bæredygtig fødevareproduktion i fremtiden.
Et internationalt team ledet af forskere fra Aarhus Universitet har opdaget, hvordan plantereceptorer kan genkende specifikke kulhydrat-signaleringsmolekyler fra deres symbiotiske bakterier (kaldet symbionter). Denne evne gør det muligt for planten at vælge, hvilke kvælstoffikserende bakterier der får adgang til planternes rødder, hvor de omdanner kvælstof fra atmosfæren til plantetilgængeligt nitrogen.
Et forskerhold fra Danmark og Tyskland har opdaget, at bakterier som lever i planterødder er tilpasset deres værtsarter, hvilket giver dem konkurrencefordele, når de skal invadere eksisterende bakteriesamfund i deres oprindelige vært. Denne opdagelse kan vise, hvordan man identificerer og forbedrer bakterieblandinger som vækstfremmere (traditionelt kaldet podestoffer) for landbrugsplanter på en bæredygtig måde.
Forskere fra Aarhus Universitet har nu opdaget, hvordan bælgplanter opfanger særlige signalmolekyler for at skelne mellem skadelige og gavnlige mikrober. Disse opsigtsvækkende resultater publiceret i Science er en stor milepæl for at nå det langsigtede mål om at overføre kvælstoffiksering til kornafgrøder for at begrænse behovet for forurenende kunstgødning.
I eventyret “Guldlok og de tre bjørne” finder pigen Guldlok tre skåle med grød i bjørnenes hus, men kun en har den ”helt rigtige” temperatur, og på samme måde kan man inden for biologien finde de ”helt rigtige” betingelser - kaldet Guldlok-princippet. Det er netop det et international forskerhold har gjort, da de har vist, at etablering af symbiose i rødderne hos bælgplanter kræver et bestemt enzym kaldet chitinase (CHIT5), som giver den ”helt rigtige” mængde af et bestemt signal.
Bælgplanter er i stand til at vokse i kvælstoffattige jordarter på grund af deres evne til at indgå i symbiose med kvælstoffikserende bakterier. Der er stor interesse i at bruge viden om denne symbiose for kunne overføre denne til ikke-symbiotiske planter. Et internationalt forskerhold er nu kommet et skridt videre til at forstå denne komplekse biologiske proces.
Planternes rod-tilknyttede mikrobiom – dvs. de populationer af mikroorganismer som findes i og omkring planten – har stor betydning for plantevæksten, og nye resultater inden for studiet af bælgplanter og deres kvælsstofsymbiose har nu påvist en hidtil ukendt rolle for kvælstoffikseringssymbiose, hvor den kvælstoffikserende plante er med til at definere, hvilke bakterier der findes i rod-mikrobiomet. Dette resultat vil landbruget på længere sigt kunne få stor gavn af.
Et internationalt forskerhold forankret på Aarhus Universitet har opdaget, hvordan bælgplanter er i stand til at skelne nyttige og skadelige bakterier fra hinanden. Disse forskningsresultater giver en bedre forståelse for, hvordan planter, dyr og mennesker interagerer med bakterier i deres miljø og forsvarer sig mod skadelige infektioner. Denne viden kan få stor betydning for både fødevareforskning og lægevidenskaben.
Professor Simona Radutoiu ved Institut for Molekylærbiologi og Genetik, Aarhus Universitet, er leder af et tværfagligt projekt, NSECURE, der sammen med lektor Marianne Glasius (Kemi, Aarhus Universitet) og professor Rasmus Waagepetersen (Matematik, Aalborg Universitet) har modtaget en bevilling på 15 millioner kroner fra Novo Nordisk Fonden, der har til formål at forske i bæredygtige metoder til at optimere udbyttet af kornafgrøder ved at udnytte jordbakterier.
Simona Radutoiu er udnævnt til professor i plantemolekylærbiologi ved Institut for Molekylærbiologi og Genetik ved Aarhus Universitet per 1. marts 2023. Hendes forskning fokuserer på at forstå, hvordan plante- og bakteriegener bidrager til etableringen af gavnlige plante-mikrobe-interaktioner ved rod-jord-grænsefladen, og hvordan den opnåede viden kan bruges til at øge afgrødens modstandsdygtighed og en bæredygtig produktion.
Forskere fra Institut for Molekylærbiologi og Genetik ved Aarhus Universitet deltager i et internationalt forskningsnetværk, ENSA, der fokuserer på at forbedre planters næringsoptagelse for at reducere behovet for gødning. Netværket har netop modtaget en samlet bevilling på USD 35 mio. (237 mio. kr.) fra Bill & Melinda Gates Agricultural Innovations program, hvoraf godt USD 4 mio. (27 mio. kr.) går til Aarhus Universitet.
Ian Max Møller og Simona Radutoiu fra Institut for Molekylærbiologi og Genetik på Aarhus Universitet hjælper med at omlægge ikonisk lærebog i plantevidenskab mod løsningsbaseret læring.
Resultater offentliggjort i Science fra Aarhus Universitet, der beskriver, hvordan bælgplanter opfanger særlige signalmolekyler for at skelne mellem skadelige og gavnlige mikrober, er blevet udpeget af Ingeniøren som værende blandt de fem vigtigste resultater i Danmark i 2020.
Bill Gates mødtes for nyligt med forskere fra Institut for Molekylærbiologi og Genetik ved Aarhus Universitet for at diskutere bæredygtig anvendelse af biologisk kvælstoffiksering som bælgplanter bruger til at udnytte luftens indhold af kvælstofgas som kvælstofkilde.
Nye forskningsresultater viser, at bælgplanter selektivt regulerer symbiotiske (gavnlige) og endofytiske (ikke-patogene) bakteriers adgang til rodknolde. Dette giver et solidt grundlag for at identificere og udvælge gavnlige endofytiske bakterier sammen med meget effektive kvælstofbindende knoldbakterier til anvendelse som biogødning i bæredygtigt landbrug. Herudover bidrager resultaterne til en mere generel forståelse af, hvordan højere organismer kontrollerer mikrobers adgang
Svampeangreb på bygafgrøden kan forårsage lavere høstudbytte grundet sygdommen bladplet. Et dansk-skotsk forskerhold vil nu udvikle værktøjer, der kan bruges til forædling af resistente bygsorter og en tidlig diagnosticering af sygdomsudbrud, så sygdommen kan reduceres eller elimineres. Det Strategiske Forskningsråd har netop bevilget lektor Simona Radutoiu 15,2 mio. kr. til projektet.
