Denne artikkelen er produsert og finansiert av NMBU - Norges miljø- og biovitenskapelige universitet - les mer.

Stipendiat Min Lin og forsker Morten Lillemo ser på hvordan soppsykdommene har påvirket plantene i feltforsøk med mange forskjellige hvetesorter. (Foto: Janne Karin Brodin)
Stipendiat Min Lin og forsker Morten Lillemo ser på hvordan soppsykdommene har påvirket plantene i feltforsøk med mange forskjellige hvetesorter. (Foto: Janne Karin Brodin)

Kornplanten ofrer seg selv for å stoppe soppangrep

Det ser tilsynelatende fredelig ut i en kornåker hvor aksene vaier svakt i vinden. Lite vitner om kampen mot sopp som foregår på død og liv.

Publisert

I en geriljakrig stjeler gjerne krigere utstyr hos fienden for å opprettholde kampevnen. Slik fungerer også taktikken til enkelte bladflekksykdommer som herjer i åkeren i fuktige somre.

– Det finnes flere soppsykdommer på korn. Men kornplantene har utviklet evnen til å kjenne igjen soppene som forårsaker sykdom, og setter inn tiltak for å stoppe infeksjonen som er på gang, sier forsker Morten Lillemo ved NMBU.

Det finnes to sopptyper: De biotrofe som er avhengig av levende plantemateriale for å kunne utvikle seg og de nekrotrofe sopptypene, som lever av dødt plantemateriale.

Både sopp og planter bruker list for å vinne og forsvare seg, men noen er mer listige enn andre.

Angrep og forsvar i kornåkeren

Når kornplanten skjønner at den er under angrep og må hindre at soppen får tilgang til levende plantemateriale, lar den cellene rundt angrepsstedet dø.

Planten bruker denne begrensede selvmordstaktikken for å stoppe infeksjonen på et tidlig stadium. Det er jo bedre for planten å ofre noen få planteceller, enn at hele bladet dør.

– Som oftest kan du ikke se på bladet hva som har skjedd, fordi området er så lite, sier Lillemo.

Og det fungerer jo vel og bra når planten er angrepet av en biotrof sopp, som må ha tilgang til levende plantemateriale for å utvikle seg.

Men så er det de nekrotrofe soppene, som har spesialisert seg på å leve av dødt plantemateriale.

– Disse soppene har funnet ut at de kan trigge celledød hos kornplanten ved å skille ut signalstoff som blir gjenkjent av plantecellene. Planten tror at den er infisert av en biotrof sopp, og setter i gang sitt naturlige forsvar ved å la planteceller dø, sier Lillemo.

Når plantecellene dør utløser det produksjon av enda større mengder av signalstoffer i soppen, som igjen forsterker forsvarsmekanismen i planten. Det kan føre til at store områder på et blad begår selvmord. Soppen får mye dødt plantevev som den kan trives og vokse i, og den kan spre seg til andre deler av planten.

Typiske symptomer på hveteaksprikk i bladverket til en sterkt angrepet hveteplante. (Foto: Morten Lillemo)
Typiske symptomer på hveteaksprikk i bladverket til en sterkt angrepet hveteplante. (Foto: Morten Lillemo)

Ikke lett å være plante

De tre plantesykdommene hveteaksprikk, hvetebladprikk og hvetebrunflekk opptrer ofte sammen. De kan være vanskelig å skille fra hverandre, men for bonden har det ikke vært så viktig.

– De sprøytemidlene vi har virker i utgangspunktet mot alle tre i mer eller mindre samme grad, så det har holdt at bonden vet at han skal sprøyte når han ser soppflekker på bladene, sier Lillemo. Men nå er det mye som tyder på at soppen som forårsaker hvetebladprikk har utviklet mindre sensitivitet overfor noen av de mest brukte sprøytemidlene.

Tiltak mot sopp

Hvete er en av verdens viktigste matplanter. Hveteplanten angripes av et utall av skadegjørere og soppsykdommer som mjøldogg, gulrust, hveteaksprikk og aksfusariose. Disse tiltakene kan redusere omfanget av soppangrep:

  • Jordarbeiding
  • Vekstskifte
  • Bruke testet såkorn

Til vanlig er Lillemos forskningsområde foredling av kornsorter for å gjøre de mer resistente mot klimaendringer og plantesykdommer. Men selv om flekkene på kornbladene ser ganske like ut, så er genetikken bak forskjellig for de ulike soppsykdommene. Det gir stadig nye utfordringer.

Frem til 2014 var mjøldogg, hveteaksprikk og soppsykdommen aksfusariose de tre viktigste soppsykdommene på hvete. Men etter 25 år med lite gulrust, så har også denne soppsykdommen etablert seg på nytt i Norge, og det med et helt nytt spekter av raser.

Lillemo har omtanke for sine forskningsobjekter.

– Det å være plante er ikke så lett. Som plante må du kjenne igjen fiendene dine og opptre riktig, og nå er det jo hele fire viktige soppsykdommer på hvete i Norge.

Resistensforedling

Forskningen til Lillemo dreier seg om resistensgenetikk, det vil si å finne hva i plantegenene som gjør at akkurat en sort er mer motstandsdyktig mot soppsykdommer enn andre sorter.

Graminor, et planteforedlingsselskap som utvikler plantesorter for norsk og nordisk klima, har sammen med NMBU testet mange hvetelinjer for å finne ut hvor resistente de er mot bladflekksykdommene. Det finnes ingen hvetesorter som er helt resistente, men det er tydelige forskjeller mellom sortene i mottakelighet for sykdommene.

Lillemo og hans kolleger må ikke bare finne hvilket genmateriale i kornplanten som gjør planten mer resistente, de må også forstå soppene.

– Vi prøver å forstå infeksjonsprosessen og forsvarsmekanismene i planten og hvordan vi kan utnytte disse til å utvikle sorter med bedre resistens, sier Lillemo.

Forskjellen kan være stor mellom en mottakelig hvetesort (til venstre) og en sort med virksomme resistensgener (til høyre). (Foto: Morten Lillemo)
Forskjellen kan være stor mellom en mottakelig hvetesort (til venstre) og en sort med virksomme resistensgener (til høyre). (Foto: Morten Lillemo)

Verktøy i resistensforedling

Stipendiat Min Lin ved NMBU har sett spesielt på genene til høsthvete og sammenlignet hvor sensitive plantene er mot tre kjente signalstoffer som soppen sender ut for å sette i gang celledød.

Ved å infiltrere plantene med signalstoffene har hun funnet sammenhenger i arvestoffet og sensitivitet mot signalstoffene.

Dette er informasjon som planteforedlere kan bruke direkte. Vanligvis blir planter testet ut i ganske tidkrevende feltforsøk. Ved å gjennomføre infiltrering på småplanter i veksthus er det mulig å gjøre en grovsortering av planter før feltforsøk og foredling.

Redusert avling

Enhver kornåker har et potensielt problem med en eller flere av soppsykdommene. Soppsporer er i lufta, på bakken i åkeren eller i nærområdene. De kan skape en epidemi hvis værforholdene legger til rette for det.

Når det regner drypper regndråper ned på de infiserte bladene, hvor det ligger soppsporer som blir kastet opp i lufta. Soppsporen havner kanskje på neste blad og starter en infeksjon der.

En tørr sommer gjør at det blir mindre sykdom. Varmt vær med høy luftfuktighet gir mer sykdom.

– Som om ikke det var nok, så vil et værforhold favorisere en sykdom fremfor en annen, så det er mange kompliserte samspill her, sier Lillemo.

Bladflekksykdommer forårsaket av soppene reduserer det grønne plantematerialet og den fotosyntetiske aktiviteten i bladet. I verste fall dreper soppen bladene. Det går ut over kornfylling i aksene og avlingen. I år hvor soppsykdommene har gode vilkår kan avlingen reduseres med opptil 50 prosent.

Tiltak for å redusere soppsykdommene

Dyrkingen av hvete er konsentrert rundt Oslofjorden og i Mjøs-området. Store kornområder og ensidig dyrking øker smittepresset.

Det finnes effektive sprøytemidler for bekjempelse av sykdommene, men hyppig bruk av plantevernmidler kan føre til at soppsykdommene utvikler resistens mot sprøytemidlene.

Sopp kan overvintre på dødt plantemateriale, så jordarbeiding og vekstskifte ved å bytte på hva som dyrkes på jordet er viktig. Det er mindre jordarbeiding nå enn før, noe som gjør at soppsmitten overlever på planterestene som ligger på bakken.

Enkelte av sykdommene kan også smitte gjennom frø, såkalt frøoverførte sykdommer. Når hele bladet er infisert av soppen, går soppen over på akset. De angriper så ytteragnene, de to ytterste bladene som omkranser hvert småaks i et hveteaks, og etter hvert overflaten på kornet.

– Så korn som høstes på en sånn åker vil jo ha med seg smitte. Derfor blir alle såvarepartier testet.

På såvarelaboratoriet Kimen på Ås fører de statistikk over forekomsten av sopp. Er det infeksjon over en viss terskel, så blir det anbefalt å beise såkornet, det vil si å drepe soppsporene. Hvis bonden bruker eget såkorn uten å teste det først, vil det kunne føre til en oppblomstring av sykdommene.

Statistikken viser at en sommer med rikelig med nedbør gir mer infisert såkorn. To regnfulle somrer etter hverandre gir et mye høyere nivå av angrep. Første året bygges det opp smitte som får full uttelling i år to.

Selv om ingen kan gjøre noe med været, er det mye bonden kan gjøre selv for å redusere smitten.

– Vekstskifte er et anbefalt tiltak, og forskning viser at to år er mer effektivt enn ett år. Pløying kan redusere smitten og friskt såkorn er avgjørende for å redusere tidlig infeksjon og spredning, sier Morten Lillemo.