Planters selvforsvar skal bekæmpe udbredt svamp

For planter er kampen om resistens over for fjendtlige organismer en konstant kamp, de ofte ikke kan vinde. Dansk forskning fra Institut for Plante- og Miljøvidenskab på Københavns Universitet (KU) viser nu, at en del af plantens basalforsvar faktisk gør plantecellen i stand til at forsvare sig selv.

»Planter har ikke et immunforsvar med dybt specialiserede celler, som vi kender det fra dyr og mennesker. I stedet er de fleste celler faktisk i stand til at forsvare sig selv. Basalforsvaret er en grundlæggende forsvarsmekanisme i cellerne, der gør, at de kan forsvare sig mod udefrakommende organismer som bakterier, svampe, virus og sådan nogle ting,« siger Mads Eggert Nielsen, lektor på KU og hovedforfatter på rapporten, der er udgivet i The Plant Cell

Protein tænder for cellernes forsvar

Hvis bare et bestemt gen – VPS9a – er aktiveret, kan plantecellerne selv i tide opdage, at de er under angreb, og dermed holde svampen ude.

Forskerne har primært eksperimenteret med gåsemad (arabidopsis), men har også forsøgt sig med forskellige variationer af meldug. Overraskende nok har plantecellerne vist sig fint i stand til at forsvare sig mod melduggen, hvis bare forsvaret var aktiveret – også selvom det var en meldug, der var målrettet mod netop gåsemad.

»VPS9a er et protein, der går ind og aktiverer nogle proteiner inde i planten som en slags kontaktknapper. Det tyder på, at det er rimeligt essentielt for plantens forsvar. Dette forsvar har selv melduggen, der normalt vokser på arabidopsis, ikke kunnet lukke helt ned for,« forklarer Mads Eggert Nielsen.

Forædling virker ikke langsigtet

Indtil nu har planternes bedste forsvar mod meldugsvampen været forædling. Det vil sige, at planten ændres, så den er i stand til at genkende svampen og så holde den ude. Problemet er, at det kun er et spørgsmål om tid, før meldugsvampen også udvikler sig.

»Meldugsvampe er ret specialiserede. De fleste planter er resistente over for de fleste meldugsvampe. Men der er nogle enkelte meldugsvampe, der har kunnet tilpasse sig til at kunne komme ind og suge næring fra nogle bestemte værtsplanter,« forklarer Mads Eggert Nielsen.

Forskningsresultaterne giver forskerne håb om, at genredigering i fremtiden vil kunne lade planterne selv vinde kampen mod melduggen.

Blokerer transport i cellen

Man kan undre sig over, at forsvaret ikke blot er aktivt konstant, men når VPS9a aktiveres, blokerer det transport inde i cellen. Den vil ikke længere kunne transportere stoffer til vakoulen, der sørger for, at cellen får nedbrudt stoffer korrekt.

»Man kunne godt forestille sig, at cellerne ikke er superglade for, at man leger med lige den transportvej,« understreger Mads Eggert Nielsen.

Det gør det altså til en svær balancegang mellem funktionalitet og sikkerhed for plantecellen, men det er netop her, mennesket kommer ind i billedet. Hvis en forsker – eller en landmand for den sags skyld – mistænker, at afgrøderne vil blive inficeret, så kan planternes basalforsvar aktiveres og selv slå angrebet ned.

Fortid og fremtid for VPS9a

Resultaterne har åbnet forskernes øjne for en række muligheder. De vil nu undersøge, hvilken rolle den kan spille fremadrettet, men også kigge på det historiske perspektiv, da det tyder på, at processen ikke har ændret sig i mange millioner år.

»Det viser sig, at VPS9a er et superessentielt protein, som findes i alle højere organismer – også dig og mig. Vi har nogle idéer om, at planter muligvis har brugt den her proces som forsvar meget tidligt i det stadie, hvor de første planter er gået på land. Det er noget, vi gerne vil undersøge videre,« afslutter Mads Eggert Nielsen.