Tiamin - ett stärkande växtskyddsmedel?

Sammanfattning av slutrapport
Vi undersökte om vitamin B1 (tiamin) påverkar växters motståndskraft mot bladlöss. Plantor fick växa i näringslösning med tillsats av tiamin eller frön blötlades i tiaminlösning innan groning. Populationstillväxten av havrebladlus eller sädesbladlus på kornplantor som tiaminbehandlats var ungefär 60% av den på kontrollplantor. Liknande resultat erhölls för ärtbladlus på ärtplantor. Havrebladlus visade både kortare livslängd och lägre fortplantningsförmåga på kornplantor från tiaminbehandlade frön. Tiamin hade ingen direkt effekt på bladlössen. Reproduktionen påverkades inte av olika tiaminkoncentrationer när de livnärde sig på näringslösningar och beteendet påverkades inte i test där de kunde känna doften av tiamin. Några försvarsrelaterade gener visade skillnader i uttryck i kornplantor från tiaminbehandlade frön, före men inte efter bladlusangrepp. Resultaten visar att extra tillskott av tiamin kan stärka växternas motståndskraft mot bladlöss.

Populärvetenskaplig sammanfattning
Tiamin – ett stärkande växtskyddsmedel?

Syfte med studien

I projektet har vi undersökt om tillsats av vitamin B1 (tiamin) kan stärka växters försvarskraft mot insektsangrepp. Vid projektets början fanns redan preliminära resultat som visade att sprejning av kornplantor med tiaminlösning eller blötläggning av kornfrön i tiaminlösning påverkade populationstillväxten av bladlöss negativt på dessa plantor. Dessa studier var utförda med unga kornplantor odlade i jord under kontrollerade odlingsförhållanden. Plantornas tillväxt var densamma oavsett om de var vitaminbehandlade eller inte. Syftet med projektet var att göra en grundligare studie om tiamin kan påverka växternas kvalitet som värdväxter för bladlöss för att undersöka möjligheterna att använda tiamin som ett inslag i alternativa bekämpningsstrategier.

Resultat

Våra resultat visar att populationstillväxten av bladlöss på kornplantor som tiaminbehandlats var ungefär 60% av den på kontrollplantor. Effekten var optimal vid en koncentration av 150 µM tiamin. Tiaminbehandling av korn gav effekter mot både havrebladlus och sädesbladlus. Vi fann också liknande effekter mot ärtbladlus på ärtplantor. För havrebladlus var såväl den totala livslängden som dess förmåga att producera avkommor betydligt lägre på plantor från tiaminbehandlade frön. Havrebladlusen var också minde benägen att sätta sig på kornplantor från frön som behandlats med tiamin, det vill säga att den visade lägre acceptans (ungefär 60% jämfört med på kontrollplantor). Ingenting tyder på att tiamin i sig hade någon effekt på bladlössen, utan allt tyder på att effekten går via plantorna. Studier på molekylär nivå visar att försvarsrelaterade gener har påverkats i sitt uttryck i plantor från tiaminbehandlade frön. Detta ger uppslag till fördjupade studier som skulle behövas för att förklara effekterna.

Metoder

Vi blötlade frön i lösningar med tiamin eller vatten innan groning. I andra försök tillsatte vi tiamin i olika koncentrationer till plantor som växte i fast substrat med flytande näringslösning. All odling skedde i odlingskammare under kontrollerade förhållanden vad gäller temperatur och ljus. Plantorna var vanligtvis 7-9 dagar gamla när bladlössen sattes på dem. Vi satte på 20 ovingade bladlöss av samma storlek och lät dem föröka sig på plantan under en vecka. Därefter räknades totala antalet bladlöss. I en annan typ av experiment satte vi en bladlus per planta och följde för varje individ hur länge den levde och hur många nymfer som den producerade under livet. Bladlössens acceptans för värdväxten studerades genom att räkna antalet bladlöss som satt sig på en planta efter två timmar. För att undersöka om tiamin påverkade bladlössen direkt, lät vi bladlössen livnära sig på konstgjorda dieter i portionsförpackningar med olika koncentrationer av tiamin. Vi studerade också bladlössens beteende i en liten kammare där de kunde röra sig mot olika doftkällor.

Slutsats och behov av vidare studier

Resultaten visar att tiamin kan stärka växternas motståndskraft mot bladlöss. De metoder som vi hittills använt för att undersöka tiamineffekterna i klimatkammare (tillsats i näringslösning; sprejning av plantor eller blötläggning av frön) är dock inte lämpliga för praktisk odling av lantbruksgrödor. I den praktiska odlingen är det viktigt att behandlingen inte kräver extra behandlingssteg. För att tiamin skall kunna komma till en praktisk användning som växtförstärkare behöver vi utveckla metoderna för behandling så att de kan fungera inom utsädesproduktionen. Andra frågeställningar är hur länge effekterna av tiamin kvarstår efter behandling och om det går att erhålla efffekter i fält. Det är också angeläget att kunna förklara effekterna. De regulatoriska förutsättningarna som gäller för tiaminbehandling av utsäde inom EU måste klargöras och det finns affärsmässiga aspekter att ta hänsyn till.

Ovanstående frågeställningar är i fokus i en forskningsansökan som inlämnats under hösten 2012 till Lantmännens forskningsstiftelse. Den har förberetts i samarbete med BioAgri som är medsökande.