Rask DNA-test mot kornsopp

DNA-baserte tester skal gjøre det enklere å påvise farlig sopp som vokser på kornplanter. I dag er slike tester både tidkrevende og dyre.

Publisert
(Foto: www.colourbox.no)
(Foto: www.colourbox.no)

Soppgifter i korn

- Soppslekten Fusarium omfatter en gruppe av sopper som kan angripe kornplanter.
- Korndyrkere har lenge vært oppmerksomme på at såkorn som er angrepet av Fusarium kan ha dårlig spireevne, men ulike Fusarium-arter kan også produsere giftstoffer, såkalte mykotoksiner.
- Konsum av korn som inneholder toksiner kan være helseskadelig for både mennesker og dyr. Over tid kan inntak av mykotoksiner blant annet føre til nedsatt immunforsvar og trolig økt fare for utvikling av enkelte kreftformer.
- Fusarium-toksiner i norsk korn finnes stort sett i lave konsentrasjoner, men de siste årene har det vært registrert enkelte kornpartier med urovekkende høyt innhold av disse soppgiftene. Flere av disse forsvinner ikke ved varmebehandling av korn eller mel.

Kilde: Bioforsk

Fusarium er en vanlig sopp som vokser på kornplanter, og de produserer giftstoffer – såkalte mykotoksiner – som kan være farlige for dyr og mennesker.

Det pågår derfor omfattende forskning internasjonalt for å utvikle tester som kan påvise Fusarium og giftstoffene.

Midt i dette kappløpet har Ralf Kristensen og hans kolleger på Veterinærinstituttet lykkes med å lage DNA-baserte tester som er mye raskere og rimeligere enn de som brukes i dag.

I sin doktorgradsstudie utviklet Ralf Kristensen to DNA-baserte tester som raskt kan påvise de vanligste Fusariumsoppene i Norge. Nå videreutvikles metodene, slik at testene også kan påvise om soppene kan produsere farlige giftstoffer i fôr og næringsmidler.

Tid og penger

– Vår test tar to dager, én dag til å isolere DNA (arvestoff) og én dag til å gjennomføre selve testen, og den koster rundt 1000 kroner.

– En kjemisk analyse tar til sammenligning 4-5 dager og koster 1 500-2 000 kroner, forteller Kristensen, som nå er postdoc ved Veterinærinstituttet.

En annen stor forbedring med de to metodene som Kristensen har utviklet, er at de påviser henholdsvis 14 og 16 av de vanligste Fusariumartene vi har i Norge i en og samme test. Dette kan redusere analysetiden med opptil 90 prosent.

– Vi ønsker å få en raskere og bedre kartlegging av Fusarium-problemene på et så tidlig stadium som mulig. Kan vi for eksempel foreta en screening av flere hundre kornprøver fra sesongen og skille ut hvilke som bør videre til kjemisk analyse, kan vi spare tid og betydelige kostnader, sier Kristensen.

Forskernes utfordringer

Ralf Kristensen og Veterinærinstituttet er i ferd med å utvikle raskere og billigere metoder for å påvise Fusariumsopp og mykotoksiner. (Foto: Håvard Simonsen)
Ralf Kristensen og Veterinærinstituttet er i ferd med å utvikle raskere og billigere metoder for å påvise Fusariumsopp og mykotoksiner. (Foto: Håvard Simonsen)

– Utfordringen med å bruke DNA for å si noe om mykotoksiner, er at de genene som skiller mellom Fusasium-artene ikke nødvendigvis er de samme genene som er med på å produsere mykotoksiner.

– I dette prosjektet konsentrerer vi oss om gener som vanligvis produserer mykotoksiner.

– Vi har ønsket å lage såkalte prober, små DNA-biter, som kan påvise både Fusarium-art og toksin. Men det har vi bare delvis klart. Vi har funnet noe dårligere sammheng enn vi håpet, men det er ikke overraskende, sier Kristensen.

Veterinærinstituttet har svært bred kompetanse på dette området.

– Vi arbeider både med morfologi (mikroskopi for å studere soppens utseende), DNA, kjemisk analyse og toksikologi. Denne samlingen på ett og samme sted er unik i Europa, sier Kristensen.

Selv deltar han nå i det internasjonale forumet Fusarium Laboratory Workshop. I år foreleste han i Malaysia og Italia, og skal neste år til en konferanse i Kansas i USA.

Ikke felttester

Det beste ville være om man kunne påvise Fusarium og faren for mykotoksiner i kornet ute på åkeren eller i kornlasset før det kjøres inn på lager og i produksjonsanlegg. Kornkjøperne har lenge ønsket slike hurtigtester for å kunne skille kornpartier fra hverandre.

Men så langt har ikke forskerne kommet ennå. Et av problemene er innsamling av prøver i åkeren. Siden en enkelt plante med mye Fusarium kan ha betydelige helsemessige konsekvenser, bør en helst ha materiale fra mange planter. Dette er mye enklere når kornet er høstet og blandet.

– Det ligger også en begrensning i teknologien. Vi er avhengig av så avansert og kostbart utstyr for å utføre disse testene at de i alle fall foreløpig må utføres i laboratorier.

– Men jo raskere vi klarer å gi svar, jo bedre vil det selvfølgelig være for de som skal bruke kornet til dyrefôr eller menneskemat, sier Kristensen.

Store tap

Fusarium i hvete. (Foto: Oleif Elen/Bioforsk)
Fusarium i hvete. (Foto: Oleif Elen/Bioforsk)

Fusarium skaper betydelige problemer i store deler av verden, og de siste årene er det blitt mye større oppmerksomhet rundt disse soppene også i Norge.

I landbruket er man særlig opptatt av at kraftfôr som inneholder mykotoksiner fører til plager og redusert produksjonsevne hos énmagede dyr som gris og fjørfe.

Siden Fusarium er feltsopper som utvikler seg på plantene ute på åkeren, er forekomsten av dem sterkt påvirket av klima og værforhold. Varmt og fuktig vær, ikke minst i innhøstingsperioden, kan føre til store mengder Fusarium.

Men det betyr ikke at Fusarium alltid utvikler giftstoffer. Et varmere klima vil kunne skape større problemer med Fusarium også i Norge.

– Dessuten har vi sett forandringer av Fusariumartene vi finner i Skandinavia, Storbritannia og nå også Nederland, sier Kristensen.

Det er ikke gjort beregninger av hvor omfattende problemene med Fusarium og mykotoksiner er i Norge, men en studie fra USA viser at soppen kan ha store økonomiske konsekvenser.

– Studien viser at i tre av de mest kornrike statene i USA, Minnesota, Nord-Dakota og Sør-Dakota, hadde kornbøndene over en tiårsperiode et samlet tap på tre milliarder dollar som følge av Fusarium-infeksjoner.

– Tapene kom av lavere avlinger, lavere priser og avviste kornpartier, sier Kristensen.