Ersätter giftiga bekämpningsmedel med vitamin B3

NYHET

Publicerad 2016-12-19

Att undvika miljögiftiga bekämpningsmedel inom jord- och skogsbruk är högprioriterat. Inom ramen för en forskargrupp på KTH har docenterna Anna Ohlsson och Torkel Berglund länge studerat möjligheterna att finna nya, miljömässigt hållbara vägar för skydd av växter. Nu har de gjort det i form av vitamin B3, som i förlängningen skyddar mot bland annat den förhatliga snytbaggen, åtminstone det första året ute i fält.

Växter odlas ofta i form av monokulturer, det vill säga odlingar bestående av en enda art på fält eller i skog. Så ser ett rationellt och traditionellt jord- och skogsbruk ut idag.

– Detta innebär dock ett dukat bord för angripare som till exempel skadeinsekter, berättar Anna Ohlsson, Hon ingår i forskargruppen för ekologisk växtbiokemi på skolan för bioteknologi vid KTH.

Eftersom variationen mellan individuella växter i en monokultur är liten, så är det stor risk att alla plantorna stryker med vid angrepp. Växterna behöver därför skydd.

I samarbete med Högskolan Dalarna arbetar forskargruppen på KTH med helt nya biomolekylära strategier för skydd av skogsplantor, och där spelar epigenetik en viktig roll.

– En inledande studie vi gjort tyder på att det är möjligt att en kort - några enstaka timmar - behandling av granfrö eller vattning i plantskolan av unga granplantor med vitamin B3 kan öka skyddet mot snytbaggar när de senare planterats ut i fält. Även fröbehandling med växthormonet jasmonsyra ger god effekt, säger Anna Ohlsson.

– Detta är en mycket enkel behandlingsmetod. Dessutom är vitamin B3 en naturligt förekommande, icke toxisk och billig substans. Kanske stoppar du själv i dig vitamin B3 som tillskott en gång om dagen, säger Torkel Berglund, som tillsammans med Anna Ohlsson byggt upp denna forskning vid KTH.

Forskarna ser inte sina resultat som en färdig metod för snytbaggeskydd, mer som en dörröppnare för ett nytt sätt att tänka kring växters försvar där ekologi och molekylärbiologi möts. Det krävs mer forskning för att optimera metoden och undersöka hur plantorna växer och klarar sig i fält under en längre tid.

Forskningen på KTH visar också att fröbehandling har effekt senare i livet på barrträdsplantors förmåga att hantera omgivningens stress, exempelvis skadedjursangrepp. Detta skulle kunna ses som att växten har med sig ett minne från behandlingen som gör den mer beredd till försvarsaktivering vid senare behov.

– Från andra forskare arbete kan vi lära oss att växtembryon påverkas av exempelvis temperaturförhållanden vid den plats där de blivit till, det vill säga där moderplantan vuxit och bildat frön. Dessa förhållanden har inflytande på den nya trädplantans beteende senare i livet, till exempel med avseende på knoppsprickning, även om den växer upp på en annan plats med andra miljöförhållanden. Detta är ytterligare ett exempel på växtens minne av tidigare påverkan. Växtens minne är knutet till epigenetiska förändringar, säger Anna Ohlsson.

Det ska tilläggas att användningen av vitamin B3 i detta sammanhang inte har något med vitaminbrist att göra. Vitaminet är en försvarsaktiverare i växter. Väldigt enkla livsegna molekyler som just vitamin B3 kan ha stor effekt vid viss plats och tidpunkt. Att försöka förstå hur vitamin B3 som signalsubstans påverkar fysiologi och genaktivitet i växter utgör en viktig del av KTH-forskarnas arbete.

För närvarande arbetar forskaren Cecilia Laurell i forskargruppen med en storskalig analys av genaktivitet i gran som svar på vitamin B3-behandling. Forskarna har i sina studier visat att vitamin B3 kan påverka graden av DNA-metylering, vilket är en epigenetisk förändring.

Epigenetikens betydelse studeras också i samband med UV-B-exponering. Torkel Berglund och Anna Ohlsson har i samarbete med avdelningen för ekologisk kemi/organisk kemi vid KTH använt sig av denna strategi för att påverka unga granplantors "beteende". Efter UV-B-bestrålning svarade dessa plantor med att ändra sitt doftmönster med relevans för snytbaggars beteende, samtidigt som en sänkt DNA-metylering.

Nu pågår forskning beträffande möjligheten att använda UV-ljus i plantskolor för att ge skydd av plantor i fält, bland annat mot snytbaggar, men också andra typer av miljöfaktorer som torka.

Förutom skogsplantor studerar växtforskarna vid KTH också skydd av plantor inom jordbruk och trädgårdsnäring.

– Vår bas är ren grundforskning, men vi ser oss ständigt om efter tillämpningar vilket väl är naturligt vid ett tekniskt universitet, säger Anna Ohlsson.

Vitamin B3 är ett samlingsnamn för nikotinsyra, även kallad niacin, och dess amidform (nikotinamid).

Epigenetiska mekanismer är viktiga, som en "mjukvara" för styrning och koordinering av genaktivitet hos högre organismer, som växter. Cellerna i en organism ärver generna men kan också ärva mjukvaran som styr gener.

Text: Peter Ardell

För mer information, kontakta Anna Ohlsson på 070 - 497 36 43 / annao@biotech.kth.se eller Torkel Berglund på torkelb@kth.se.

Till sidans topp