Biologisk Markkartering- Integrerad analys av jordburna växtsjukdomar och markkemi i oljeväxter och stråsäd- FAS II

I SLU TEMA-forskningsprogrammet ”Biologisk markkartering av jordburna patogener (BioSoM)” har utvecklats DNA-baserade detektionsmetoder. Specifika DNA-sekvenser och qPCR-teknik används för kvantifiering av växtpatogener i jord. Det gäller detektion och kvantifiering av ärtrotröta (Aphanomyces euteiches), rotbrand i sockerbetor (A. cochloides), torrröta (Verticillium spp) och bomullsmögel (Sclerotinia. sclerotiorum) i oljeväxter samt metoder för Fusarium avenaceum, Phoma exigua och Cylindrocarpon destructans som orsakar rotröta i klöver. Arbete återstår för att utveckla gränsvärden för flertalet av dessa men analystekniken kan nu användas för att upptäcka fält som inte lämpar sig för ärtodling eller fält där betodlare borde välja en sort som är resistent mot rotbrand. Det finns guideline för klumprotssjuka (Plasmodiophora brassicae) så idag kan lantbrukare lämna in jordprov till ett laboratorium och inom en vecka få klarhet i risken för angrepp och anpassa växtföljd och sortval.

Biologisk markkartering – ett nytt sätt att förutsäga risken för angrepp av jordburna växtsjukdomar på lantbruksgrödor
Traditionellt har diagnos av jordburna växtpatogener, dvs sjukdomsalstrande mikro-organismer som överlever i marken i väntan på nästa mottagliga växt, bestått av direkt observation av angrepp på grödan. För några sjukdomar; ärtrotröta och klumprotsjuka på kålväxter; har jorden analyserats med en sk biotest, då mottagliga växter odlats i jordprovet och angreppet läses av efter 5-6 veckors odling i växthus.
I TEMA-forsknings programmet ”Biologisk markkartering av jordburna patogener (BioSoM)” har vi utvecklat DNA-baserade detektionsmetoder där patogenspecifika DNA-sekvenser och sk qPCR-teknik används för kvantifiering av förekomsten av flera olika skadliga växtpatogener direkt i jord efter extraktion av DNA. Nu kan lantbrukare och försöksutförare lämna in jordprov till ett analyslaboratorium och inom mindre än en vecka få klarhet i risken för angrepp av klumprotssjuka (Plasmodiophora brassicae) och anpassa växtföljd och sortval därefter.
I BioSoM-programmet har vi också utvecklat metoder för detektion och kvantifiering av ärtrotröta (Aphanomyces euteiches), rotbrand i sockerbetor (Aphanomyces cochloides), torrröta (Verticillium spp) och bomullsmögel (Sclerotinia. sclerotiorum) i oljeväxter samt metoder de viktiga patogenerna Fusarium. avenaceum, Phoma exigua och Cylindrocarpon destructans som orsakar rotröta i klöver. Ytterligare arbete återstår för att utveckla gränsvärden för dessa patogener men analystekniken skulle redan idag kunna användas i det praktiska lantbruket för att upptäcka fält som inte lämpar sig för ärtodling eller fält där betodlare skall välja en sort som är resistent mot rotbrand. I den tillämpade lantbruksforskningen kan metoderna användas för att upptäcka fält med höga förekomster som sedan undviks för odling av mottagliga grödor eller används för att testa motåtgärder mot jordburna patogener.
I BioSoM har vi också studerat effekterna växtnäringsstatus och tillförsel av mikronäringsämnen och noterat att t ex tillförsel av bor kan reducera angrepp av ärtrotröta och klumprotsjuka. Den praktiska provtagningen i fält överensstämmer med provtagning för traditionell markkartering (punktkartering med 10 delstick och W-formad linjekartering) med tillägget att det är viktigt att rengöra jordborren mellan proven för att undvika att sporer av patogener smittar efterföljande prov samt att malning av jorden sker aseptisk i kulkvarn.
I programmet har vi fördjupat de grundläggande kunskaperna om biologin hos några av patogener och som först i världen har hela det genetiska materialet hos organismen som orsakar klumprotsjuka (P.brassicae) kartlagts. Detta är en kunskap som är grunden för ökad förståelse av patogenen och kanske startpunkten för nya bekämpningsmetoder. En genomtänkt växtföljd med flera år mellan mottagliga grödor är tumregeln för kontroll av patogenen men långvariga växtföljdsförsök med återkommande oljeväxter visar att det kan vara stora variationer i utvecklingen av patogenangrepp mellan fält. Den nya analystekniken öppnar möjligheter att göra en uppskattning av effekt på patogenförekomst av hittillsvarande växtföljd.
För att öka användningen av det nya analysverktyget i praktiken har BioSoM också omfattat en fördjupning av förståelsen av lantbrukarens beslutssituation och hur resultat från kommunikations- och kognitionsforskning kan användas för att förbättra presentationen och öka tillämpning av ny teknik i en växtodlingen med ökad precision.
BioSoM har finansierats av Sveriges Lantbruksuniversitet,(SLU), Stiftelsen Svensk Oljeväxtforskning (SSO), Lantmännens forskningsstiftelser och företag och FoU-organisationer som Nordic Beet Research, Findus R&D, HS Konsult AB, Eurofins Agro Testing Sweden AB.