Utrolig bakterie kan sætte egne gener ind i planter og give dem nye superkræfter

For millioner af år siden finder en særlig bakterie vej til overfladen af en rodfrugt – måske et sted i Central- eller Sydamerika. Her skaber den en slags udvækst af lange rødder. En dag har en af de rødder dannet et skud, der voksede sig til en ny plante med nye egenskaber.

Omtrent sådan blev en vores ældste afgrøder til den, som den er i dag. En plante hvis rodknolde vi i dag kender som sødkartoffel. Det samme skete for te og flere andre planter. Fælles for dem er, at de fik nye gener og nye egenskaber – en gave fra bakterien Rhizobium rhizogenes, der har den særlige evne, at kunne overføre en række gener til planter og derved ændre dem.

”Den her utrolige bakterie kan tilføje nogle af dens gener til planter, i en proces der kaldes transformation. På den måde kan den give dem en række nye fordele – og ind imellem nogle ulemper. Som forskere kan vi så genskabe og fremskynde denne proces, og vælge de bedste resultater ud, så vi på en naturlig måde, kan få forbedrede blomsterplanter, afgrøder, fødevarer og meget andet, ligesom det skete for millioner af år siden i naturen” forklarer Henrik Lütken fra Institut for Plante- og Miljøvidenskab.

Han kalder gerne Rhizobium rhizogenes for ”sin yndlingsbakterie”, og samarbejdet med bakterien har også båret frugt i form af både håndfaste resultater og endnu større fremtidige muligheder. Blandt andet har hans forskningshold brugt bakterien til at forædle potteplanten koraltop, så den er blevet mere kompakt. Noget som gartneri-industrien efterspørger.

”Konventionelt har man brugt kemiske væksthæmmere til at nå de samme resultater i potteplanter, men ved hjælp af bakterien og dens gener har vi udviklet nogle planter, som har de samme egenskaber. De er faktisk klar til at komme på markedet nu,” siger Henrik Lütken.

Foræret tørkeresistens kan hjælpe afgrøder i EU

I løbet af arbejdet med potteplanterne bemærkede Henrik Lütken og hans forskningshold, at de transformerede planter også fik væsentligt flere og længere rødder, hvilket fik dem på sporet af en hypotese: Bakteriens gener kan måske være med til at gøre planter tørkeresistente.

”Det er vi nu i gang med at bevise i et ”Villum experiment”-projekt, ved at teste både vilde planter uden gener fra bakterien, og planter vi har forandret med hjælp fra den, i et tørkeforsøg,” forklarer Henrik Lütken.

Dette kan vise sig at være vigtigt. For klimaforandringer har allerede nu sat mange afgrøder under pres i det sydlige Europa. I dag er EU lukket land for konventionelt genmodificerede afgrøder.

Holder man fast i anti-GMO politikken i Europa, vil Rhizobium rhizogenes på denne måde kunne hjælpe med at fremskynde en mere naturlig udvikling af afgrøder, som er tørkeresistente. Da man med metoden alene bruger bakteriens naturligt forekommende gener, hører den ikke ind under GMO-definitionerne.

”Vi har indtil videre gode resultater med at bruge denne naturlige metode til raps, der dog udvikler et lidt lavere udbytte, men også bedre olier, og samtidig også det kraftige rodnet, som vi mener gør planten bedre til at håndtere tørke. Raps er en vigtig afgrøde i Danmark, hvor den dyrkes meget, men der findes også afgrøder som dyrkes i Sydeuropa, som kunne være interessante at udvikle på,” siger Henrik Lütken.

Et eksempel er rucola-planten, som er en vigtig vinterafgrøde i fx Italien. Planten er senere år kommet under pres fra et klima med mindre nedbør. Da rucola er i familie med raps, kan der ifølge Henrik Lütken være gode muligheder for at udvikle tørkeresistente versioner af rucola med hjælp fra hans yndlingsbakterie.

Rokker ved forståelsen af GMO

Mennesker har ændret på planter i tusinder år. Tænkt bare på vores udvalg af velsmagende æbler, hvis ophav var en lille sur frugt ingen ville bryde sig om at sætte tænderne i. Ved at dyrke og krydse de største, pæneste og mest velsmagende æbler, har vi langsomt transformeret æbletræet efter vores behov. I nyere tid er GMO blevet en hurtigere, og - vil nogle mene - mere radikal tilgang.

”Transformationer med bakterien Rhizobium rhizogenes, placerer sig måske et sted i mellem. De gener som kommer fra bakterien, sætter farten op på de ændringer vi kan lave, men det er dybest set er en naturlig proces, som er fremskyndet. Samtidig er processen også vild, og der kommer både gode og dårlige effekter frem. De gode kan vi så fremelske og krydse med hinanden for til sidst at stå tilbage med planter der overvejende har fordele,” siger Henrik Lütken.

I dag spiser vi allerede fødevarer, som Rhizobium rhizogenes har overført gener til under evolutionen og metoden har afgjort perspektiver for fødevarer. Alligevel understreger Henrik Lütken, at det er et stort skridt at bevæge sig fra potteplanter til fødevarer og dette skal håndteres ordentligt.

”Denne metode rokker ved, hvordan man betegner om noget er GMO eller ej. Den skubber til grænserne og gør hele spørgsmålet mindre sort og hvidt. På en lidt længere bane er der helt klart perspektiver for fødevarer, men når vi bevæger vi os fra prydplanterne og over i planter, der skal bruges som mad, er det selvfølgelig afgørende, at der tales godt med myndighederne og andre parter om det. Det er vigtigt at det hele bliver tjekket på kryds og tværs,” siger han.

 
*

 

Sådan gør forskerne – Et arrangeret stævnemøde

Afskårede plantestykker, der er steriliserede, så de ikke har andre bakterier i overfladen, bliver dyppet (innokuleret) i en flydende opløsning med bakterien.

Efter et par dage har bakterien indsat sine gener, ligesom det gør naturligt til sin egen fordel. Denne del kaldes transformation. Så er det tid til at fjerne bakterien, så den ikke overtager og ender med at skade planten.

Noget tid efter vokser hårede rødder ud, som kan klippes af og dyrkes videre på.

Senere tilsættes rødderne nogle hormoner for ”overtale” dem til at skyde. De findes i planten allerede, men ved at ændre balancen kan rødderne hjælpes i gang med processen.

De små skud sættes i jord, hvor de vokser sig til nye planter

Fakta: GMO eller ej

Konventionelle GMO-planter udvikles også med hjælp fra bakterier, der kan indsætte gener. Forskellen er her, at bakterierne her bliver anvendt som et redskab til at sætte andre gener ind, end deres egne.

Da metoden med Rhizobium rhizogenes kun fremskynder bakteriens naturlige overførsel af egne gener til planten, falder det ikke ind under GMO-definitionen i EU.

 

Fakta: Naturlige transformationer i te, tobak og ris.

Forskerne har opdaget en række planter, som indeholder såkaldte root oncogenic loci (rol)-gener. De gener stammer fra bakterien Rhizobium rhizogenes og er blevet indsat af den i en lang række planter for flere millioner år siden.

Det er sket i en naturlig proces, hvor de hårede rødder har haft held med at fostre nye planter alene med de hormoner planterne bærer i sig naturligt.

Flere af de planter, som er gået igennem den naturlige transformation, hører til blandt vores ældste og mest dyrkede afgrøder som sødkartoflen, der er blevet dyrket af mennesker i ca. 10.000 år.

Andre eksempler er te, tobak og ris og vilde danske planter som ærenpris og torskemund. 

Fakta: Bakterien gør det for sin egen skyld

Ifølge Henrik Lütken overfører bakterien sine gener til planterne fordi, de udvækster, som er det umiddelbare resultat – hårlignende rødder der stritter ud, udvikler næringsstoffer, som bakterien kan leve af.

Hvordan og hvorfor bakterier, som Rhizobium rhizogenes er i stand til at indsætte gener i organismer så fjernt fra dem selv, såsom planter, er et aktivt forskningsområde, som stadig har mange åbne spørgsmål. Det står dog blandt andet klart at Rhizobium rhizogenes ikke er i stand til at overføre gener til dyr og mennesker.