Forskere tager kampen op mod frygtet skadedyr i landbruget
Landmændenes store plage kålmøl kan ikke modstå duften af den giftige plante vinterkarse, viser nyt studie. Nu vil danske forskere bruge vinterkarsen i kampen mod det frygtede skadedyr.
Kålmøl larver Plutella xylostella landbrug landmænd skadedyr bekæmpe vinterkarse

Denne lille fyr ser ganske harmløs ud, men dens larver kan sende kolde gys ned ad ryggen på mange landmænd. (Foto: Olaf Leillinger/ Wikimedia Commons)

Kålmøl (Plutella xylostella) sender kolde gys ned ad ryggen på mange landmænd.

Den lille grå møl, der er resistent over for de fleste pesticider, lægger æg i alle former for kål, herunder raps, sennep og broccoli, og larverne koster på verdensplan landmænd mellem 28 og 35 milliarder kroner om året i tabte afgrøder.

Historien kort
  • Danske forskere har sekventeret vinterkarsens genom.
  • Genomet kan de bruge til at finde ud af, hvordan vinterkarsen laver den gift, som kålmøl ikke kan tåle.
  • Giften vil de bruge til at lave et biopesticid.

Der kan dog være hjælp på vej

Danske forskere har nemlig kortlagt vinterkarsens (Barbarea vulgaris) genom, herunder nogle gener, som er ansvarlige for at producere de forsvarsstoffer, som kålmøl ikke kan tåle.

Forskerne håber på, at de ved at tage generne ud af vinterkarsen på sigt kan hjælpe landmændene.

»Vinterkarsen er interessant, fordi den er modstandsdygtig overfor kålmøl på grund af sit indhold af forsvarsstoffer, kaldet saponiner. Derfor er tanken, at man kan producere saponinerne kommercielt som et bio-pesticid, som kålmøllene ikke kan tåle. Men for at kunne det, skal man kende til generne bag, og i den sammenhæng har vi netop kortlagt vinterkarsens genom,« siger professor Søren Bak fra Institut for Plante og Miljøvidenskab ved Københavns Universitet.

Forskningsresultatet er for nylig offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Scientific Reports og er resultatet af et samarbejde mellem Københavns Universitet og Aarhus Universitet.

Kan bruges i andre planter

Fernando Geu-Flores er lektor ved Institut for Plante og Miljøvidenskab på Københavns Universitet, men han har ikke deltaget i det nye studie.

Han har dog læst det, og mener, at det er et vigtigt studie med store perspektiver.

Forskeren hæfter sig ved, at forskerne på en meget smart måde har gjort det muligt at finde de gener, som er ansvarlige for produktionen af saponiner.

Vinterkarse, Barbarea vulgaris, kålmøl

Forskere vil bruge giften fra vinterkarse som et biopesticid mod kålmøl. (Foto: Hectonichus/Wikimedia Commons)

Dem kan man ifølge Fernando Geu-Flores bruge til blandt andet at gøre andre planter resistente.

»Hvis man forstår genetikken bag vinterkarsens produktion af saponiner, kan man med genteknologi overføre egenskaberne til andre afgrøder og også gøre dem modstandsdygtige overfor kålmøl. I Europa er man ikke så begejstret for at gøre den slags, men i USA vil det være relativt lige til at gøre,« siger Fernando Geu-Flores, der desuden påpeger, at der stadig er noget arbejde i at komme dertil, men at studiet er en fremragende start.

Vinterkarse blev delt af istiden

Inden vi fortsætter med fortællingen om det nye forskningsprojekt, skal vi først flere tusinde år tilbage i tiden.

Evnen til at producere de giftige saponiner opstod formentlig i en stamfader til nutidens vinterkarse, sandsynligvis fordi saponinerne hjalp planterne i deres kamp mod insekter, snegle og andre skadedyr. 

Før den seneste istid voksede vinterkarsen i store dele af Europa, men da istiden kom, og en iskappe trak ned fra nord, overlevede vinterkarsen længere mod syd og sydøst i isfrie områder.

Den vinterkarse, som overlevede mod sydøst, mistede på et tidspunkt evnen til at producere de giftige saponiner, formentlig fordi den ikke i samme omfang blev angrebet af insekter, mens vinterkarsen, som overlevede mod syd, bibeholdt den.

Om kålmøl

Kålmøl lægger sine æg på planter, som indeholder glukosinolater, hvilket alle planter i kålfamilien gør, herunder kål, raps, sennep, og broccoli.

Når æggene klækker, begynder kålmøllarverne at spise af planten, hvilket kan give store skader og tab for landmænd og haveejere.

G-typen af vinterkarse indeholder forsvarsstoffer, kaldet saponiner, der er giftige for kålmøllarverne.

I dag er isen væk, og de to typer af vinterkarse har fundet sammen igen i blandt andet Danmark, hvor forskere længe har kendt til, at kålmøllarver kun gør skade på den ene type vinterkarse (forskerne kalder den for P-typen), mens den anden vinterkarse (G-typen) slår kålmøllarverne ihjel og samtidig hæmmer flere andre skadedyr.

»Det interessante er, at vi i G-typen har en plante, som på grund af sin udprægede kålduft, der skyldes sennepsolier, tiltrækker kålmøl, mens møllenes larver ikke kan overleve på planten på grund af dens indhold af saponiner. G-typen af vinterkarse er så effektiv til netop det, at nogle landmænd allerede nu planter den langs deres kålmarker som et værn mod kålmøl,« fortæller en anden af forskerne bag det nye studie, ph.d. og forsker ved Københavns Universitet, Pernille Østerbye Erthmann.

Vinterkarse producerer to typer forsvarsstoffer

At der findes to forskellige typer vinterkarseplanter, hvor kun den ene slår kålmøl ihjel, kan forskere bruge til at finde ud af, hvilke gener der koder for evnen til at kunne producere de giftige forsvarsstoffer.

Vinterkarsen producerer i den sammenhæng to forskellige forsvarsstoffer.

For det første producerer begge typer vinterkarse glukosinolater (sennepsolie), der tiltrækker insekter som kålmøl, men er giftigt for insekter, der ikke er specialister i kålplanter.

Glukosinolater er kraftigt duftende og giver blandt andet raps og sennep deres karakteristiske lugte, og kålmøl går specifikt efter planter, som indeholder glukosinolater.

For det andet producerer vinterkarse saponiner, hvoraf nogle af dem er giftstoffer, som planterne akkumulerer inde i cellerne, og som slår kålmøllarverne ihjel, når de begynder at spise af planten.

Derfor bliver kålmøl både tiltrukket af og dræbt af G-typen af sennepsplanterne, mens P-typen kun tiltrækker kålmøl, men ikke kan slå kålmøllens larver ihjel.

Kålmøl larver Plutella xylostella landbrug landmænd skadedyr bekæmpe vinterkarse

Kålmøllets larve hygger sig på bagsiden af bladene. Her gnaver den huller i bladene, ofte dog uden at gnave helt igennem. (Foto: Rasbak/ Wikimedia Commons)

Gensekventeret vinterkarse for at se på forskelle

Så er vi tilbage ved det nye stykke forskningsarbejde.

Da forskerne har to typer vinterkarse, hvor kun den ene kan slå kålmøl ihjel, kan de se på forskelle i planternes genomer og finde de steder i genomet, som er ansvarlig for forskellene.

Ved at sekventere begge vinterkarseslægtninges arvemateriale har de danske forskere fundet over 9.000 genetiske forskelle mellem de to typer vinterkarse.

Nogle af disse forskelle er ansvarlige for eksempelvis forskellige længder hår på vinterkarsens blade, mens andre er ansvarlige for produktionen af de giftige saponiner, og det er disse gener, som forskerne gerne vil have fat i.

»Med det nye forskningsresultat har vi her et katalog over mulige kandidater, som kan være ansvarlige for produktionen af saponiner. Vi er nu i gang med at finde ud af hvilke, så vi kan isolere dem og måske få dem udtrykt i bakterier. På den måde kan vi på sigt lave et biopesticid, som kålmøllene ikke kan tåle,« siger Søren Bak.

Bonusviden om Barbarea vulgaris

Navnet Barbarea stammer fra Sankt Barbara, som var skytshelgen for artillerister og minearbejdere.

Planten blev førhen brugt til at lindre skader efter eksplosioner.

Planten gror over det meste af landet i vejkanter, grøfter og markkanter og kan kendes på sine flotte gule blomster i starten af foråret.

Vil krydse vinterkarse med andre afgrøder

Forskerne ser også andre muligheder i at udnytte det genetiske katalog over forskellene mellem de to planter.

Ved at kende til generne, der koder for evnen til at producere saponiner, mener forskerne, at man på flere forskellige måder kan gøre eksempelvis raps modstandsdygtig overfor kålmøl, og dermed nedbringe brugen af konventionelle syntetiske pesticider.

Teknologisk set kunne man ifølge Søren Bak indsætte generne for saponiner fra vinterkarse i raps-planten og dermed introducere resistens mod kålmøl.

Samme forslag er Fernando Geu-Flores kommet med.

Rapsplante vil dog i den sammenhæng blive til en såkaldt GMO-afgrøde, som kræver en lang godkendelsesproces for at komme ud på markerne i EU.

I modsætning kan det tage så lidt som fem år at få et biopesticid baseret på et planteekstrakt på markedet, så det er det, som de danske forskere går efter.

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud

Det sker

Se flere events