Ny metod avslöjar bakteries betydelse för samspel mellan svamp och växt

Begreppet “hållbart jordbruk” innebär att människan måste bruka jorden på ett sådant sätt att kommande generationers matförsörjning tryggas, samt att jordbruket inte bidrar till skadliga effekter på miljön. En stor bov inom det konventionella jordbruket är konstgödseln. Introduktionen av denna innebar att de naturliga kretsloppen bröts. Detta medförde att dagens jordbruk kom att svara för en stor del av övergödningen av våra sjöar och hav. Konstgödseln som bland annat består av kväve och fosfor är också miljöförstörande vid produktionen, då kvävet kräver mycket energi för att bindas i former som är tillgängliga för växterna. Dessutom är fosforn i konstgödseln en ändlig resurs.

I ett “hållbart jordbruk” med ekologisk produktion väljs konstgödseln, och även kemiska bekämpningsmedel, bort. Detta medför att det blir viktigare att ta hänsyn till de naturliga förutsättningarna för jordbruket, såsom markmikroorganismer och då särskilt de som kan samarbeta med växterna. Mykorrhiza-svampar och jordbakterier är här bra exempel. Dessa organismer samspelar med största sannolikhet intensivt både med varandra och med växter i naturen. De flesta jordbruksväxter utvecklar symbios med mykorrhiza-svampar, varvid svampen växer in i roten (= bildar mykorrhiza) där den får kol till uppbyggnad och energi från växten, som i sin tur erhåller mineralnäring från jorden via svampen. Mykorrhizan kan ha många positiva effekter för växtproduktionen, bland annat genom att bidra till effektivare näringsupptag och ökad stresstolerans mot torka och växtsjukdomar.

På senare tid har det framkommit att vissa bakterier tycks ha en positiv inverkan på mykorrhizasvampen, bland annat i form av en snabbare och mera intensiv rotkolo-nisation. Dessa bakterier är viktiga att identifiera och isolera, då de förhoppningsvis kan användas som ett komplement till exempelvis konstgödsling, genom att på-skynda och förstärka den naturliga mykorrhiza-bildningen i jorden och därmed även öka kraften i växtproduktionen.

Syftet med professor Janet Janssons och doktorand Veronica Arturssons studie har varit att identifiera aktivt växande bakterier, med potentiellt mykorrhiza-främjande förmåga, i en mykorrhiza-berikad jord samt att undersöka om dessa aktiva bakterier uppvisar en ökad vidhäftningsförmåga till ytskiktet av mykorrhiza-svampens hyfer (“svamptrådarna”), jämfört med vad andra bakterier gör.

En av dessa aktiva bakterier, Bacillus cereus VA1, kunde isoleras från Uppsalajorden och märkas in med en gen som uttrycker ett protein, GFP, som fluorescerar grönt när det belyses med blått ljus. Ett antal andra jordbakterier märktes även de in med GFP, för att användas som kontroller. Bakterierna undersöktes sedan var för sig i konfokal-mikroskop för att studera deras förmåga att fästa till mykorrhiza-hyfer. Den aktiva bakterien Bacillus cereus VA1, visade sig fästa signifikant bättre till hyferna, jämfört med majoriteten av övriga testade bakterier i ett kontrollförsök.

I studien har för detta sammanhang helt nya metoder tillämpats. Bromo-deoxy-uridine användes för att identifiera den aktiva bakteriella populationen i jordprovet.

Nästa steg är att utröna om denna aktiva bakteries koppling till svamp är positiv för växtens tillväxt och därmed har potential som framtida hjälpmedel inom ett “hållbart jordbruk”.

Fotnot:
Artursson, V. and Jansson, J.K. 2003. Use of Bromodeoxyuridine Immunocapture To Identify Active Bacteria Associated with Arbuscular Mycorrhizal Hyphae. Publicerad i tidskriften Applied and Environmental Microbiology 69:6208-6215.
Artikeln utvaldes till “Editor´s Choice” i novembernumret av tidskriften Science (5648:1117, 2003) där resultaten också beskrivs.

Kontaktinformation
Doktorand Veronica Artursson, tel 018-67 33 87, 070-175 72 10