Raps uten naturlig gift forsvarer seg best mot kålorm

Raps er en av de viktigste matplantene i verden. Vi fôrer husdyr og oppdrettslaks med raps, og vi utvinner olje av frøene. Rapsoljen har nå seilt opp som kokkenes nye superolje. Raps er en av de viktigste plantene ved fremstilling av biobrensel og biodrivstoff, og den er også i tet når det gjelder planter som det forskes på i genmodifiseringssammenheng.

I forskningsmiljøet innen bioteknologi og genteknologi ved NTNU forskes det blant annet på genmodifisering av raps. Professor Atle Bones og forskningsmiljøet rundt ham, gjorde i 2009 en banebrytende oppdagelse, som danner grunnlaget for stadig ny forskning og nye oppdagelser innen feltet.

Planter med giftbomber

Frøene fra raps inneholder en celle – myrosincelle. Denne cellen fungerer som en del av plantens immunforsvar og beskytter planten mot å bli spist av de fleste dyr og insekter. Når dyret tar et jafs av rapsplanten, ødelegges myrosincellene og da dannes det bioaktive stoffet isothiocyanat. Dette stoffet har en skarp smak som vi kjenner fra sennep og wasabi  – og stoffet er giftig for mange mikroorganismer og insekter som spiser planter.

Når frøene presses for å utvinne olje, kan dette stoffet gi rapsoljen en ubehagelig smak som gjør den mindre egnet i matlaging. Og dyr som spiser restproduktet etter oljeutvinningen, kan få problemer med fordøyelsen og med næringsopptaket. Ved inntak av store mengder kan dyrene utvikle struma. Det er altså mange grunner til at dette stoffet er uønsket både i oljen og i fôret.

Forskningsgruppen ved NTNU har greid å omprogrammere det genetiske programmet i rapsplanten, slik at de giftige cellene brytes ned automatisk under modningen. Ved hjelp av genetisk omprogrammering er en bestemt celletype fjernet, uten å ødelegge eller påvirke nabocellene rundt. Denne cellekirurgien gjør at planten beholder resten av sitt immunforsvar intakt i alle deler, samtidig som frøene som høstes er gjort mindre giftige.

Ishita Ahuja ved Institutt for biologi forsker nå på rapsplanter hvor disse cellene er fjernet. Disse plantene kalles «Mineless» (bombefrie, altså uten giftbombe). Spesielt studerer hun hvordan fjerning av denne forsvarscelletypen påvirker samspillet mellom rapsplantene og insekter.

• Les også Cannabis til frokost.

Raps på kålormmenyen

I sine siste forsøk har hun sådd og dyrket fram både Mineless-raps og villraps (ikke-modifiserte planter). Deretter har hun sluppet løs kålorm i drivhuset med de ulike avlingene av rapsplanter. Vanligvis er kålorm en hund etter planter i kålfamilien, som raps. Derfor er kålorm også en trussel mot rapsplantens liv og levnet. Og derfor forsøker altså rapsplanten å beskytte seg gjennom å danne giftstoff.

120 kålormer fikk villraps på menyen, og 120 kålormer skulle få fråtse i Mineless-raps.

Etter tolv dager var det færre kålormer igjen blant Mineless-plantene. En del hadde dødd, og de som levde var jevnt over skralere i formen enn de som hadde operert blant villraps. Mineless-kålormene hadde spist mindre og dermed vokst mindre.

Artikkelen fortsetter under videoen.

Videoene viser kålorm blant Mineless-planter.

Video: Per Harald Olsen/NTNU. Montasje: Daniel Mellum/NTNU

Ishita Ahuja oppdaget at rapsplantene var mer resistente mot skadedyrangrep uten sin naturlige forsvarsgift enn med. Mineless-plantene var de som motsto kålormangrepet best. Det var en svært overraskende oppdagelse.

– Vi ble overrasket da forsøkene mine viste at kålorm ikke liker å spise rapsblader når de toksiske bombene i planten er fjernet, sier hun.

– Dette at de ikke ville spise Mineless-plantene, har vi ikke sett før. Man skulle tro det var motsatt, at de ville spise mest av planten som var uten den naturlige forsvarsgiften. Men det viser seg at det er de plantene som ikke har de naturlige forsvarssystemene som er mest resistente mot kålorm. Jeg vil nå gå videre på dette for å finne hvorfor det er slik, sier hun.

Artikkelen fortsetter under videoen.

Videoene viser kålorm blant ikke-genmodifiserte planter.

Video: Per Harald Olsen/NTNU. Montasje: Daniel Mellum/NTNU

Bærekraftig plantevern

Videre skal hun gjøre flere forsøk for å verifisere forskningsresultatene.

– Denne forskningen må trolig skje i et annet land, som for eksempel England, India eller Pakistan, ettersom det er mye arbeid å få tillatelse til dyrking av genmodifiserte planter i Norge, forteller Ishita Ahuja. Dyrkningsforsøk med GMO-planter i Norge foregår innendørs i kontrollerte former, slik at det ikke er risiko for at genmodifiserte rapsfrø kommer på avveie.

Hun skal også forske videre på hvordan rapsplantens immunsystem fungerer og hvilken rolle myrosincellene spiller i forsvarsmekanismen. Dette er felt som fortsatt er i startgropa innen forskningen.

• Les også Alger mot oljesøl.

– Vi ønsker å bruke Mineless-plantene som modell for å studere samspillet mellom planter og plantespisende insekter. Vi tror at gjennom kartlegging av rollen som myrosincellene spiller i forsvarsmekanismene mot planteetende insekter, vil vi kunne se nye muligheter for bærekraftig plantvern, sier Ishita Ahuja.

Hvis plantene blir mer resistente mot angrep fra skadedyr, kan bruken av ugressmidler reduseres, og det kan være viktig for et bærekraftig plantevern.

Neste steg er å prøve Mineless-plantene også på andre insekter enn kålorm, som for eksempel bladlus og pollenbiller samt patogene sopp og bakterier.

 

 

Her kan du se flere videoer og flere bilder fra forsøkene. Foto og video: Per Harald Olsen/NTNU