Första svenska fältförsöket med GMO-bakterier: biologisk bekämpning och riskbedömning

Vissa naturligt förekommande jordbakterier kan motverka angrepp av växtsjukdomar. Lotta Jäderlund från SLU har i sin avhandling undersökt hur en sådan bakterie samverkar med mykorrhiza och hur den påverkar andra mikroorganismer i jord. Bakterien kunde följas och övervakas tack vare att den försetts med egenskaper som inte förekom i den uppsjö av andra mikroorganismer som frodades i jorden. I avhandlingen ingår det första svenska fältförsöket med en genmodifierad mikroorganism. _____________ Användningen av levande organismer för att bekämpa sjukdomar kallas biologisk bekämpning och är ett sätt att minska användningen av kemiska bekämpningsmedel i jord- och skogsbruk. Den bakterie som Lotta Jäderlund har studerat är Pseudomonas fluorescens SBW25, som är vanlig i både jord och på växter. Stammen SBW25 har egenskaper som stimulerar tillväxten hos vissa växter men den kan även hämma tillväxten av sjukdomsframkallande bakterier och svampar. SBW25 har nu använts som en modellorganism i Sveriges första fältförsök med en genmodifierad mikroorganism. Avsikten med fältförsöket var att kontrollera om SBW25 kunde skydda höstvete mot snömögel (Microdochium nivale), men också hur bakterierna klarade sig över vintern och om tillsatsen av SBW25 påverkade veteplantornas övriga svamp- och bakterieflora. För att kunna följa SBW25 i den komplexa miljö* som en växtplanta i jord representerar förde forskarna in tre så kallade markörgener i bakteriens kromosom. Generna gör att bakterien bildar ett grönt fluorescerande protein, att de avger ljus när de är aktiva och att de är resistenta mot tungmetalloxiden telluritoxid. Ett viktigt mål med försöket var att studera om den genetiskt modifierade bakterien och en omodifierad vildtyp av SBW25 gav olika effekter på svamp-och bakteriefloran hos veteplantorna. Detta studerades med molekylära metoder men inga stora skillnader kunde upptäckas. Detta är viktigt ur ett ekologiskt perspektiv där man vill ha så lite påverkan som möjligt på de naturligt förekommande mikroorganismerna. Under hela fältförsöksperioden fanns den modifierade specialstammen i stora antal på alla delar av de behandlade plantorna, även efter vintern. Trots detta såg Lotta Jäderlund och hennes kollegor nästan inga förändringar i den bakterie- och svampflora som redan fanns på veteplantorna. Eftersom vintern 2005/2006 var gynnsam för snömögel kunde de inte dra några slutsatser om bekämpningseffekt - inte ens den kemiska kontrollbehandlingen hade någon verkan. I ett mindre laboratorieförsök halverades däremot angreppen av bakteriell vissnesjuka (Ralstonia solanacearum) på tomat om plantorna inympades med SBW25. Dessa resultat är lovande, men de måste verifieras i större studier. Avhandlingen innehåller också studier av samspelet mellan mykorrhizasvampar och SBW25, och resultaten pekar på synergistiska effekter som ibland kan vara väldigt specifika vad gäller vilken mykorrhizasvamp och bakterie man använder. Detta är väldigt viktigt att ha i åtanke när man testar olika mikrobiella kombinationer för till exempel biologisk bekämpning eller tillväxtstimulering. Rätt använda kan dessa bli kraftfulla instrument för att minimera användningen av kemiska gödnings- och bekämpningsmedel i jordbruket. *Vad som sker på plantan är naturligtvis omöjligt att se med blotta ögat, men även med mikroskop är det svårt att skilja nyttobakterier från andra arter. De ser ut som små bollar eller stavar allihop, och det är därför man har så stor nytta av specialstammar. Fluorescenta markörgener gör att man vid mikroskopering kan beräkna antalet inmärkta bakterieceller i ett prov. Avgivet ljus visar vad bakterierna "håller på med", eftersom de bara skickar ut ljus när cellerna är aktiva, inte när de befinner sig i vila. Resistensen mot telluritoxid gör att man kan räkna antalet bakterier i ett prov genom odling på agarplatta med tillsats av telluritoxid, eftersom andra bakterier dör på ett sådant substrat. ----------------------- Civilingenjör Lotta Jäderlund, institutionen för mikrobiologi, SLU, försvarar sin avhandling Fates and impacts of the genetically modified plant growth-promoting bacterium Pseudomonas fluorescens SBW25 - under controlled and field conditions. Disputationen avser teknologie doktorsexamen. Tid: Fredag den 11 april 2008 kl. 09.00 Plats: Aulan, Genetikcentrum, Sveriges lantbruksuniversitet, Ultuna, Uppsala. Opponent: Professor Gabriele Berg, Graz University of Technology, Österrike. ---------------------- Pressbilder: (får publiceras fritt i samband med artiklar om disputationen, fotograf är Lotta Jäderlund - vilket ska anges) * Exempel på genmodifierade bakterier med färg: Fotot visar Pseudomonas fluorescens SBW25 (inmärkt med rött fluorescerande protein) och Paenibacillus brasilensis PB177, en annan bakterie som främjar tillväxt av olika växter (inmärkt med grönt fluorescerande protein) tillsammans med en ofärgad svamphyf. http://www-nlfak.slu.se/pressbilder/jaderlund/fluorescerande_bakterier.jpg * Biokontrolleffekt på tomatplantor som smittats med den sjukdomsalstrande bakterien Ralstonia solanacearum, som kan orsaka vissnesjuka. Plantorna i de fyra glasburkarna till höger behandlades med Pseudomonas fluorescens SBW25 innan de infekterades, och har lindrigare symptom. http://www-nlfak.slu.se/pressbilder/jaderlund/biokontroll_tomat_SBW25.jpg Mer information: Lotta Jäderlund, 018-67 33 27, Lotta.Johansson@mikrob.slu.se Abstract och avhandlingen i sin helhet: http://diss-epsilon.slu.se/archive/00001704/ Detta och övriga pressmeddelanden från SLU: http://www.slu.se/page.cfm?page=102