Grantrær som er vaksinert med plantehormonet jasmonat, kan bli nesten immune mot angrep av blåvedsopp. Trær som raskt klarer å mobilisere eget forsvar, er mer motstandsdyktige mot angrep av sopp og insekter.
Ett problem i foredlingsarbeidet med skogstrær, er at trær vokser sakte.
Derfor tar det svært lang tid før de oppnår en alder der en kan teste deres motstandskraft mot barkbiller og andre skadegjørere, som helst angriper godt voksne trær.
Et annet problem er at de rådende metodene for å teste motstandskraft gjerne er såkalt destruktive, det vil si at treet blir drept eller ødelagt av selve testen.
- Vi har derfor behov for enkle, ikke-destruktive tester som kan gi oss en pekepinn om trærnes motstandskraft på et tidlig stadium, sier seniorforsker Paal Krokene ved Norsk institutt for skog og landskap.
- Det å finne slike såkalte resistensmarkører, har lenge vært en målsetning for vår forskning på bartrærs forsvar mot insekter og sopper.
De siste årene har et sett med markører pekt seg ut som svært lovende, nemlig trærnes evne til å mobilisere sitt såkalte induserbare forsvar. Dette er forsvarsresponser som ligger latent i treet, og som aktiveres etter et angrep.
- Individer som raskt og effektivt klarer å mobilisere sitt induserbare forsvar, ser ut til å være mer motstandsdyktige enn individer som bruker lenger tid, sier Krokene.
Påført blåvedsopp
I et forsøk publisert i januar-nummeret av det internasjonale vitenskapelige tidsskriftet Tree Physiology viser forskere ved Skog og landskap hvordan unge grantrær mobiliserer sitt forsvar etter å ha blitt behandlet med jasmonat.
Jasmonat er et plantehormon med mange viktige funksjoner, blant annet virker det som et sårsignal som aktiverer forsvarsresponser i trær og andre planter.
Blåvedsoppen som ble benyttet i forsøket, er den mest sykdomsfremkallende av de soppene granbarkbillen bærer med seg når den angriper trær, og den er i stand til å drepe friske trær i kontrollerte smitteforsøk.
Vaksinen fungerer
- Trær som var blitt behandlet med jasmonat, hadde bare rundt halvparten så mye soppsmitte som ubehandlete kontrolltrær. På cellenivå kunne man se klare forskjeller på “vaksinerte” trær og kontrolltrær, forteller Krokene
Blant annet hadde “vaksinerte” trær produsert en ring av såkalt traumatiske kvaekanaler i den nye veden.
- Slike kvaekanaler produseres når et tre angripes av sopp, barkbiller eller utsettes for kraftig såring, og de bidrar vesentlig til trærnes kvaeproduksjon siden de både er mye vanligere og mye større enn normale kvaekanaler, sier Krokene.
“Vaksinerte” trær hadde også aktivert spesielle forsvarsceller i barken, kalt polyfenoliske parenkymceller (PP-celler).
- Disse cellene, som inneholder store mengder giftige fenoler, er trolig de mest sentrale cellene i granas forsvar, sier Krokene.
De har mange viktige oppgaver og utgjør brorparten av de levende cellene i barken.
Annonse
Halvparten av forsøkstrærne kom fra granfamilier som har vist seg å være relativt motstandsdyktige mot blåvedsopp i tidligere forsøk (resistente familier), mens den andre halvparten kom fra familier med relativt lav motstandskraft (mottaklige familier).
- Aktivering av PP-celler etter jasmonatbehandling var mye kraftigere innenfor resistente enn mottakelige familier, noe som tyder på at PP-celleaktivering er en viktig resistensmarkør, sier Krokene.
Rask reaksjon redder liv
Tversnitt av ung del av en granstamme, fra barkoverflaten (øverst) til et stykke ned i den unge veden. Fire store såkalte traumatiske kvaekanaler er synlige i veden. Disse har blitt produsert av kambiet (vekstlaget) som en respons på jasmonatbehandlingen som ble påført barkoverflaten omtrent fire måneder tidligere. Cellene i barken med rundt, mørkt innhold er PP-celler (polyfenoliske parenkymceller) som også blir aktivert av jasmonatbehandling. (Foto: Nina Elisabeth Nagy)
Bakgrunnen for å bruke trærnes evne til å mobilisere sitt induserbare forsvar som resistensmarkører, er at trær som reagerer raskt og effektivt sannsynligvis er bedre i stand til å håndtere et angrep enn trær som reagerer sakte og svakt.
- Kampen mellom et tre og angripende sopper og insekter er et kappløp mellom treets forsvarsresponser og angripernes evne til å kolonisere og drepe barken og veden, sier Krokene.
Ved tidligere «vaksineringsforsøk» er det demonstrert hvor viktig det er for trærne å få et forsprang i dette kappløpet.
- I bestand der alle trærne er genetisk identiske kloner, ser vi at trær som vanligvis bukker under for soppen kan bli gjort nesten immune mot angrep dersom de blir «vaksinert» noen uker før soppangrepet.
- «Vaksineringen» setter i gang mobiliseringen av treets forsvar, slik at treet er beredt når angrepet kommer, sier Krokene.
Forskere ved Skog og landskap ser for seg en praktisk metode der man kan avgjøre om et aktuelt tre vil være mottakelig eller motstandsdyktig mot barkbiller og medfølgende blåvedsopper.
Metoden vil være å behandle treet med jasmonat på et begrenset område av stammen (eller en grein), og deretter måle anatomiske, kjemiske eller molekylære forsvarsresponser.
- Slike resistensmarkører har man lett etter i mer enn 15 år, og bruk av jasmonat ser så langt ut til å være den mest lovende metoden, avslutter Krokene.
Referanse:
Annonse
Krokene, Nagy & Solheim (2008): “Methyl jasmonate and oxalic acid treatment of Norway spruce: anatomically based defense responses and increased resistance against fungal infection”, Tree Physiology 28: 29-35.
