Denne artikel stammer fra det trykte Computerworlds arkiv. Artiklen blev publiceret den BioTech d. 6. november 2003.
I tidsskriftet Nature beskriver Århus-forskeren Jens Stougaard fundet af to gener, der bestemmer, at bælgplanter kan gro uden kvælstofgødning. Et samarbejde med en kommerciel partner er på vej - sandsynligvis i USA, da europæiske muligheder er uddøde, forklarer forskeren.
Forskere fra Molekylærbiologisk Institut ved Aarhus Universitet har fundet to gener, som bælgplanter, såsom ærter og bønner, bruger til at genkende de specielle jordbundsbakterier, der gør det muligt for dem at gro uden tilførsel af kvælstofgødning.
Opdagelsen har stor betydning for forædling af bælgplanter og forståelsen af de mekanismer, som planter bruger til at skelne nyttige mikroorganismer fra for eksempel sygdomsfremkaldende mikroorganismer.
Forståelse af denne skelnen mellem ‘gode' og ‘onde' mikroorganismer åbner nu mulighed for målrettet at undersøge, om bælgplanternes genkendelsesmekanisme kan overføres til andre afgrøder som byg, hvede og ris, så de i fremtiden kan dyrkes med mindre hjælp af kvælstofgødning.
Forskningsresultaterne er netop offentliggjort i to artikler i det ansete, internationale tidsskrift Nature.
Kommerciel partner søges
Aarhus Universitet har søgt patent på opdagelsen, mens Østjysk Innovation er i fuld gang med at søge en kommerciel partner til at finansiere den videre forskning og udvikling.
"Vi er i kontakt med tre amerikanske og et europæisk firma. Vi skal se på, hvordan vi får overført den viden, der ligger i forskningen, som går år tilbage, og hvordan vi får skrevet en fornuftig forskningsaftale, så vi kan sikre den videre forskning," siger Gyda Bay fra Østjysk Innovation, der forventer, at der går tre til fem år, før man kan begynde at gøre en forretning ud af opdagelserne.
Med hensyn til det langsigtede forløb mener Jens Stougaard, der er hovedkraften bag opdagelsen, at det mest realistiske er en amerikansk partner, da der næsten ingen europæiske muligheder er tilbage.
"På grund af den stærke politiske modvilje mod plantebioteknologi i Europa har de fleste europæiske virksomheder enten lukket deres planteforskning eller flyttet den til USA, hvilket er meget ærgerligt," siger han.
"Forædlingsdelen kan vi håndtere i Europa. Men udplantningsforsøg kan ikke
foregå mange andre steder end i USA," siger han.
Planter i symbiose
Planter har altid levet omgivet af mikroorganismer og svampe, og tiden har bragt mange specialiserede samlivsformer med sig. For eksempel har nogle af bælgplanterne udviklet evnen til at binde luftens kvælstof i deres rodknolde gennem en symbiose med jordbundsbakterien Rhizobium.
Bælgplanter er derfor, siden agerbrugets oprindelse, blevet dyrket for at udnytte det høje proteinindhold, planten opbygger fra det bundne kvælstof. Samtidig tilføres jorden kvælstof, der i sædskiftet udnyttes af korn, roer og kartofler. Dyrkning af bælgplanter er derfor en af grundpillerne i økologisk jordbrug.
Det er fundet af to specielle gener, der koder for såkaldte ‘receptor kinase proteiner', der vækker opsigt. Forskerne fra Aarhus Universitet har undersøgt bælgplanten japansk kællingetand (Lotus japonicus), og deres undersøgelser har vist, at to mutanter af denne plante ikke danner kvælstoffikserende rodknolde.
"Mutanterne bærer en mutation i to gener, der indgår som første led i genkendelsesprocessen af Rhizobium-bakterierne på overfladen af bælgplanteroden. Denne specifikke genkendelse er en forudsætning for, at et varigt, symbiotisk forhold indledes," forklarer Jens Stougaard, Molekylærbiologisk Institut.
"Når vi har karakteriseret genets funktion bedre, venter vi at kunne bidrage med øget indsigt i, hvordan bælgplanterne specifikt genkender og reagerer på Rhizobium-bakterierne og skelner dem fra de tusindvis af andre mikroorganismer, venner som fjender, der findes i jorden."
Betydning for miljø og fødevarer
"Vi forventer også, at fundet af de pågældende receptor kinase-gener vil få betydning for forståelsen af, hvorfor bælgplanter danner rodknolde efter invasion af jordbundsbakterien Rhizobium, mens andre planter som ris og hvede ikke gør det," fortsætter Jens Stougaard.
Symbiosen i rodknoldene tillader bælgplanter at binde luftens kvælstof og udnytte den som gødning - en egenskab, man håber med tiden at kunne overføre til fødevareplanter som hvede, byg, ris og kartofler, så vi derved kan begrænse eller helt undgå brugen af kvælstof-kunstgødning.
På kortere sigt er det nu muligt direkte at forædle bælgplanternes evne til at genkende de bedste og mest effektive Rhizobium-bakterier og derved forøge proteinproduktionen i bælgplanteafgrøder som sojabønner og ærter.
Billedtekst:
Opdagelsen af to gener kan medvirke til, at fremtidens afgrøder skal bruge mindre kunstgødning, forklarer Jens Stougaard, der er i færd med at finde en international kommerciel partner. Stougaards forskergruppe tæller fra venstre Lene Heegaard Madsen, Esben Bjørn Madsen, Jens Stougaard, Simona Radutoiu og Niels Sandal.
