Stiftelsen lantbruksforskning

Lantbruks- och trädgårdsföretagarnas egen forskningsstiftelse finansierar behovsdriven forskning för svenska förhållanden.
Läs mer

Biologisk bekämpning - genetisk analys av mekanismer

Status: Avslutat
Projektnummer: 0133017
Kategori: Forskningsprogram | Växtodling
Ansökningsår: 2005
Datum för slutrapport: 27 september 2012
Huvudsökande: Sandra Wright
Organisation: Göteborgs Universitet
E-postadress: sandra.wright@unimol.it
Telefon: 031-7863293
Beviljade medel: 700 000 SEK

Sammanfattning av slutrapport
Biologisk bekämpning av växtsjukdomar med jordbakterier har visat sig vara ett miljövänligt och praktiskt tillämpbart alternativ. Bakterier av släktet Pseudomonas använder sig av åtskilliga mekanismer bl. a. produktionen av en svamphämmande metabolit, s. k. DDR. Bakteriemutanter som inte bildar DDR har nedsatt bekämpningsförmåga mot kornets bladfläcksjuka. Ca 40 000 baser av generna som kodar för enzymerna i biosyntesen av DDR har sekvensbestämts. I samarbete med kemister har vi bestämt delar av biosyntesvägen för DDR. Regleringen av den biologiska bekämpningen går via sensorproteiner som sitter i bakteriernas cellmembran och känner av omvärldssignaler. De bestämmer när bekämpning sätts igång. Generna som kodar för två skilda sensorsystem har karakteriserats. I framtiden kommer forskningen att inrikta sig på att identifiera signalsubstanser som sensorerna känner av. Dessa resultat kan leda till användningen av specifika tillsatser vid framställning av mikrobiella bekämpningspreparat.

Populärvetenskaplig sammanfattning
Titel: Biologisk bekämpning - genetisk analys av mekanismer

Syfte: I detta projekt var målet att studera verkan av en speciell bakteriemetabolit och andra faktorer i bekämpningseffektiviteten hos jordbakterier som i tester visat goda effekter mot svampsjukdomar på odlade växter.

Resultat: Det mest uppseendeväckande är upptäckten av sk. globala regleringssystem hos dessa bakterier, som styr såväl metabolitproduktion som andra faktorer som har betydelse för deras bekämpningsaktivitet. Om arbetet hade kunnat fortsätta skulle dessa rön ha gett direkta positiva spin-offeffekter till svenska odlare, eftersom vi skulle ha identifierat faktorer som kan användas som tillsatser (vid sådd eller betning), som kan främja den biologiska bekämpningsaktiviteten hos denna viktiga grupp av antagonistiska bakterier.

Metod: Det genetiska analysarbetet var uppdelat i två delar: 1) metaboliten, sk. DDR, och 2) övriga mekanismer. Del 1) det har varit oklart om, och i så fall på vilket sätt, metaboliten har betydelse för de aktuella bakteriernas bekämpningseffekt. Genom projektet ville vi skaffa bättre kunskaper om detta och har därför studerat DDR (kemisk beteckning: 2,3-deepoxy-2,3-didehydro-rhizoxin) på djupet genom att använda molekylärbiologiska metoder för att sekvensbestämma biosyntesapparaten och utifrån denna information härleda biosyntesförloppet. Del 2) För att på ett objektivt sätt studera alla tänkbara mekanismer i biologisk bekämpning använde vi andra molekylärbiologiska metoder, framför allt s.k. transposonmutagenes. Transposoner är främmande, och oftast artificiellt framställda DNA-bitar som kan hoppa in var som helst i arvsmassan hos bakterier, och som bär på en antibiotikaresistens som markör, så att de på detta sätt muterade cellerna enkelt kan spåras och muterade gener kan hittas och klonas. Ett antal sålunda framställda transposonmutanter testades i fröbehandlingsförsök i växthus för att notera eventuell förändrad bekämpningsaktivitet av mutanterna mot svampsjukdomen kornets bladfläcksjuka. Drygt sexhundra mutanter testades sammanlagt, och efter upprepade försök fann vi att åtta mutanter konsekvent hade nedsatt biologisk bekämpningsförmåga. Dessa åtta mutanter analyserades både på gennivå och fenotypiskt.

Slutsats och råd till näringen eller behov av vidare studier:
Del 1) De bakteriegener som kodar för en stor del av biosyntesapparaten av DDR har under projektperioden sekvenserats och kartlagts. Funktioner för individuella gener har därefter föreslagits, bl. a. med hjälp av resultat från databassökningar av liknande gener. Utländsk kemisk expertis vi samarbetat med har sedan genom denna genetiska information beskrivit en möjlig biosyntesväg för DDR. Vi har kommit fram till att biosyntesen troligast börjar med aminosyran serin, som i upprepade kemiska steg får en allt längre kolkedja efter sig. Till sist viker sig denna kolkedja tillbaks och bildar en stor ringstruktur, varpå den färdiga DDR molekylen släpps fri från biosyntesenzymerna och transporteras ut ur bakteriecellen. Bakteriemutanter som inte bildar DDR har nedsatt bekämpningsförmåga mot kornets bladfläcksjuka.
Del 2) De åtta mutanterna som hade försämrad biologisk bekämpningsaktivitet verkade ha förlorat regleringsfunktioner i cellerna, baserat på de muterade DNA-sekvensernas likhet med övriga sekvenser i databaserna. Detta bekräftades genom att studera mutanternas fenotyper. Hos tre av de åtta mutanterna hade åtskilliga fenotyper väsentligt förändrats. Förutom att den biologiska bekämpningsförmågan avsevärt hade försämrats hade de också en förändrad proteasproduktion, sideroforproduktion och svärmningsförmåga. Dessa tre är viktiga för bakteriernas överlevnad i jord, för att de skall kunna simma till växten och hjälpa växten ta upp mikronäringsämnen (sideroforer). De muterade generna stod för sensorproteiner, som känner av den miljö som bakterierna befinner sig i. När dessa proteiner får signaler från omvärlden inverkar de på huruvida och när reaktioner viktiga för till exempel biologisk bekämpning bör slås på. I samband med dessa tester noterade vi att bakterierna i stort sett genomgående koloniserar på samma ställe som svampen på fröna. Detta indikerar att det inte blir några rester av tillsatta bakterier i jorden efter sådd, eftersom de är så starkt bundna till fröet. De gick inte att detektera i jorden efter det att kornplantorna vuxit fram. Den ingående genetiska karakteriseringen av bakteriernas mekanismer har medfört att denna bakteriegrupp kommit att bli ett nytt banbrytande modellsystem inom biologisk bekämpningsforskning, även internationellt.

Forskningsresultaten är av nytta genom att de ger insikt i hur ett biologiskt bekämpningspreparat kan fungera. När man förstår hur biologisk bekämpningsförmåga regleras, t. ex. på fröet, kan man också medvetet öka effekten hos ett preparat genom att tillföra bestämda komponenter, t. ex. de signaler som sätter i gång biologisk bekämpning. Tillsats av sådana komponenter kommer troligen i framtiden att få betydelse hos företag som marknadför biologiska bekämpningsmedel och hos den enskilde lantbrukaren, för att kunna göra antagonistiska fluorescerande pseudomonader mer effektiva som sjukdomsbekämpare.

 

Antal träffar i projektbanken: 1527

Från unghäst till atlet -förändringar över tid av rörelsesymmetrin hos trav- och ridhästar.
Marie Rhodin, Sveriges Lantbruksuniversitet

Projektnummer: H-16-47-178 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2016

Many horses in training show motion asymmetries, but it is not known if these are due to pain caused by training; or due to individual biological variations. The aim of this project is to initiate three cohort studies where changes in motion symmetry will be monitored over time in riding horses and …

Läs mer

Selektiv avmaskning mot blodmask – risker och möjligheter
Eva Tydén, Sveriges Lantbruksuniversitet

Projektnummer: H-15-47-097 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2015

Development of resistance to anthelmintics is a threat to equine welfare. As with antibiotics, restrictive use with anthelmintics in order to retain the effect is essential. Current recommendation for deworming is targeted selective treatment to individuals shedding a certain amount of parasite …

Läs mer

Ridundervisningens pedagogiska praktik; lärande, interaktion och kommunikation om ryttarkänsla
Anna Bergh, SLU

Projektnummer: H-15-47-054 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2015

The aim of the project is to study how instructors at Swedish riding schools instruct and communicate "the riding feeling". The focus is on communication, pupil´s learning and the interaction between instructor, pupil and horse. The "riding feeling" is a tacit knowledge and refers to the rider’s …

Läs mer

Kassationer vid slakt i svensk slaktkycklingproduktion - finns möjliga vägar till förbättringar?
Helena Wall, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: R-15-43-372 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2015

Swedish meat-type chicken production is successful as regards maintaining a high production standard
with a very low use of antibiotics and an overall good health status. However, despite this, concerns are
raised among people in the sector regarding that condemnations at slaughter seem to be at …

Läs mer

Utveckling av den didaktiska processen i ridundervisning: samspelet mellan ryttare, ridlärare och häst (Delstudie 2: ryttare-ridlärare)
Charlotte Lundgren, Linköpings universitet

Projektnummer: H1347083 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2013

In this second subproject we focus the analyses of the material collected during the first subproject project "Improving teaching methods in riding education: the interplay between rider, riding instructor and horse", funded by the The Swedish-Norwegian Foundation for Equine Research,on the …

Läs mer

Registreringar från automatiska mjölkningssystem som informationskälla i genomisk avelsvärdering
Freddy Fikse, SLU

Projektnummer: V1330048 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2013

Genomic selection is revolutionizing animal breeding, since selection is based on the joint genetic merit of all SNP alleles across the genome. Lack of accurate and frequent data, however, forms the most important barrier to realize the full potential of genomic selection. There is on the other …

Läs mer

Ökad lönsamhet med nya avelsverktyg i mjölkkobesättningarna
Anna Näsholm, Sveriges lantbruksuniversitet, SLU

Projektnummer: V1330025 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2013

The aim is to study the possibility to improve profitability on herd level in Swedish milk production by using sexed semen and genotyping heifers in the dairy herds and combine this with planned crossbreeding and use of beef semen. For this purpose we will estimate genetic progress and do economic …

Läs mer

Golvunderlagets inverkan på kornas gång
Hans von Wachenfelt, Sveriges Lantbruksuniversitet - SLU

Projektnummer: V1430018 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2014

A primary reason for unhealthy legs and claws are unsuitable floor properties in dairy houses,
which may result in slippery floors and slip injuries to cows and mastitis.
The hygiene of a floor surface and floor properties affect the cow claw/floor interaction and gait.
The aim is to determine an …

Läs mer

Kartläggning av prestationsegenskaper, genetisk variation och hälsa hos kallblodstravaren
Gabriella Lindgren, Sveriges Lantbruksuniversitet, SLU

Projektnummer: H-15-47-075 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2015

This SLU - NMBU collaborative study seeks to improve the performance, health and welfare of the Norwegian/ Swedish Coldblooded trotter. Experts in Equine clinical veterinary medicine, performance evaluation and genetic testing will analyze the genome of this horse breed for: 1) race performance …

Läs mer

Riskfaktorer för sjuklighet hos kalvar i den specialiserade köttproduktionen samt möjligheter till profylax.
Stefan Alenius, Sveriges Lantbruksuniversitet - SLU

Projektnummer: V1350026 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2013

Pneumonia is the most prevalent disease in Swedish feedlot cattle herds, causing mortality as well as affecting weight gain, rearing time and economy. Viral infections, including bovine respiratory syncytial virus (BRSV) and bovine coronavirus (BCV) as major actors, cause respiratory disease. …

Läs mer

Prenumerera på vårt nyhetsbrev

Namn
E-postadress