Dyrkningssikre afgrøder til fremtidens klima

FNs klimapanel, IPCC vurderer, at den globale opvarmning øger risikoen for ekstremt vejr. Det vil sige mere tørke, flere hedebølger, kraftigt nedbør og større risiko for oversvømmelse. Det er et stort problem for landbruget. Ligesom mennesker har planter brug for ilt for at overleve, og det kan de ikke få, hvis de står under vand. Oversvømmelser kan derfor være mindst ligeså ødelæggende for afgrøderne som f.eks. tørke.
Forskerholdet har opdaget, at nogle planter hurtigt bliver klar over, at de er under vand, når de oversvømmes, og at de derfor hurtigt kan igangsætte nogle redningsmekanismer for ikke at tage skade. Forskerholdet forklarer, hvordan planter bruger ethylen, som et signal til at udløse overlevelsesreaktioner under vand. Ethylen er et plantehormon, som blandt andet påvirker processer omkring blad-, knop- og frugtfald, aldring, stængelvækst, roddannelse og modning. Stresspåvirkninger øger naturligt planters ethylenproduktion. En identifikation af de plantegener, der udløser sådan en mekanisme kan potentielt bane vejen for at skabe afgrøder, der ikke alene vil være modstandsdygtige overfor stres, men måske ligefrem være oversvømmelsessikre.
Hurtige reaktioner
”Når planter opdager, at de er oversvømmet, kan de igangsætte nogle processer, som øger deres chancer for at overleve. De danner ethylen, og vi har opdaget, at det aktiverer dannelsen af hæmoglobin,” fortæller lektor Kim Hebelstrup. Han takkede ja til at blive en del af forskerholdet, da han helt tilbage fra sit ph.d.-studium har undersøgt funktionen af hæmoglobin i planter. Hæmoglobin er normalt noget, der findes i dyr og mennesker. Det findes i blodet og transporterer ilt fra lungerne og ud til organerne.
”Det har vist sig, at hæmoglobinet i planter spiller en anden rolle. Ethylen aktiverer nemlig dannelse af hæmoglobin i planten. I planten transporterer det ikke ilt, men nedbryder en signalgas, som hedder nitrogen monoxid (NO). Og det er den reaktion, der aktiverer den overlevelsesmekanisme, der gør planterne oversvømmelsessikre,” forklarer Kim Hebelstrup.
Forskerholdet har publiceret en artikel i Nature Communications, hvor de beskriver en række molekylære begivenheder, som udløses i planter ved oversvømmelse. De viser, at en akkumulering af ethylen via hæmoglobin i oversvømmede planter udløser overlevelsesresponsen på et tidligere tidspunkt, selv før iltniveauet i marken faktisk falder. ”Det er meget nyttigt, for en plante, som går i overlevelsestilstand tidligt, vil kunne klare sig under vand i længere tid,” forklarer Kim Hebelstrup.
Fremtiden afgrøder
Opdagelsen giver et stort potentiale for udviklingen af oversvømmelsessikre afgrøder. ”Nu hvor vi har karakteriseret overlevelsesmekanismen, har vi mulighed for at arbejde med at udvælge og forædle sorter af afgrøder, som er dygtige til at bruge overlevelsesmekanismen,” siger Kim Hebelstrup, der fortæller at arbejdet fortsætter. ”Det her vil gøre det muligt i fremtiden at fremstille afgrøder, der nemmere kan modstå oversvømmelser.”
Publikation
Publikationen ”Ethylene-mediated nitric oxide depletion preadapts plants to hypoxia stress” er publiceret i Nature Communications d. 5. september 2019. Skrevet af Sjon Hartman, Zeguang Liu, Hans van Veen, Jorge Vicente, Emilie Reinen, Shanice Martopawiro, Hongtao Zhang, Nienke van Dongen, Femke Bosman, George W. Bassel, Eric J.W. Fisherman, Julia Bailey-Serres, Frederica L. Theodoulou, Kim H. Hebelstrup, Daniel J. Gibbs, Michael J. Holdsworth, Rashmi Sasidharan & Laurentius A.C.J. Voesenek DOI 10.1038/s41467-019-12045-4
Yderligere oplysninger
Lektor Kim Hebelstrup, Institut for Molekylærbiologi og Genetik, Aarhus Universitet. E-mail: kim.hebelstrup@mbg.au.dk. Tlf.: 8715 8271
Nøgleord
Kontakter
Yderligere information
Lektor Kim Hebelstrup, Institut for Molekylærbiologi og Genetik, Aarhus Universitet. E-mail: kim.hebelstrup@mbg.au.dk. Tlf.: 8715 8271
Billeder

Links
Information om Aarhus Universitet Technical Sciences
DCA - Nationalt Center for Fødevarer og Jordbrug
DCA - Nationalt Center for Fødevarer og Jordbrug er rammen om samarbejdet mellem forskningsmiljøerne på jordbrugs- og fødevareområdet på Aarhus Universitet. Centret understøttes af en mindre centerenhed, der bl.a. koordinerer universitetets aftale med Miljø- og Fødevareministeriet om levering af forskningsbaseret myndighedsbetjening på fødevare- og jordsbrugsområdet.
Læs mere om DCA - Nationalt Center for Fødevarer og Jordbrug
Følg pressemeddelelser fra Aarhus Universitet Technical Sciences
Skriv dig op her, og modtag pressemeddelelser på e-mail. Indtast din e-mail, klik på abonner, og følg instruktionerne i den udsendte e-mail.
Flere pressemeddelelser fra Aarhus Universitet Technical Sciences
Flere vil uddanne sig til ingeniør på Aarhus Universitet5.7.2025 16:27:39 CEST | Pressemeddelelse
Ingeniøruddannelserne oplever en stigning i antallet af kvote-1-ansøgere på seks procent. På de akademiske landbrugsuddannelser er der både fremgang og tilbagegang.
Positiv dyrevelfærd: AU-forsker er med til at sætte retningen på nyt forskningsområde4.7.2025 09:35:22 CEST | Pressemeddelelse
Tidligere i år udgav en række førende forskere fra hele verden en banebrydende artikel, der definerer begrebet positiv dyrevelfærd. En af forskerne er professor ved Institut for Husdyr- og Veterinærvidenskab, Margit Bak Jensen.
Dine gener afslører om angstmedicin virker på dig eller ej1.7.2025 07:00:00 CEST | Pressemeddelelse
Næsten halvdelen af alle patienter med angst eller depression oplever ingen virkning af den medicin, de først får udskrevet. Ny forskning viser, at vores gener kan forudsige, hvilke præparater der virker.
Forskere sætter hvepse ind i kampen mod skadedyr på kål27.6.2025 05:00:00 CEST | Pressemeddelelse
Du er garanteret også skide irriteret over hvepse, der går i din marmelademad eller din øl, når du sidder og nyder sommeren. Nu undersøger forskere, om man kan spinde guld på det lille ’møjdyr’, ved at bruge hvepse til en mere bæredygtig produktion af kål og andre afgrøder, der plages af sommerfuglelarver.
Din shampoo, balsam og sæbe kan være giftig for smådyr i vandet26.6.2025 11:46:58 CEST | Pressemeddelelse
Stofferne i plejeprodukterne er indtil nu fløjet under myndighedernes radar. Det har nemlig ikke været lovpligtigt at teste dem.
I vores nyhedsrum kan du læse alle vores pressemeddelelser, tilgå materiale i form af billeder og dokumenter samt finde vores kontaktoplysninger.
Besøg vores nyhedsrum