Forskere fra Aarhus går under jorden: Vil skabe hvede, der bedre kan klare tørke

Fremtidens hvede kan måske blive bedre til både at klare tørke og udnytte næringsstofferne i jorden. Men nøglen til udviklingen skal muligvis findes et sted, vi normalt ikke kan se – omkring plantens rødder.

Det skal forskere fra Aarhus Universitet nu undersøge sammen med europæiske samarbejdspartnere i det nye forskningsprojekt EVOLVE.

Projektet ledes af lektor Ivan A. Paponov fra Institut for Fødevarer ved Aarhus Universitet og har modtaget 4,27 millioner euro fra EU.

Kan hvede kommunikere under jorden?

Under en almindelig hvedemark findes et omfattende samfund af mikroorganismer omkring planternes rødder. Nogle af mikroorganismerne kan hjælpe planten med at få adgang til næringsstoffer, mens andre kan have betydning for dens evne til at håndtere tørke og andre former for stress.

Forskerne vil nu undersøge, om hvede ligefrem kan sende biologiske signaler til bestemte mikroorganismer.

Et af projektets fokuspunkter er såkaldte ekstracellulære vesikler. Det er bittesmå partikler omgivet af en membran, som blandt andet kan indeholde små RNA-molekyler.

– Man kan tænke på dem som små pakker. De er omgivet af en membran og kan indeholde biologiske molekyler som små RNA-molekyler, forklarer Ivan A. Paponov.

48 typer hvede skal undersøges

Forskerne starter med 48 forskellige hvedegenotyper for at undersøge, om nogle er bedre end andre til at påvirke mikroorganismerne omkring deres rødder.

Hvis der viser sig at være forskelle, kan det på længere sigt åbne en helt ny mulighed inden for planteforædling.

Hvor man traditionelt blandt andet har udvalgt hvede efter udbytte, kvalitet og modstandsdygtighed over for stress, kan plantens evne til at samarbejde med mikroorganismer måske blive endnu en egenskab, der kan avles efter.

– For os åbner det en spændende ny mulighed inden for planteforædling. Men først skal vi finde ud af, om idéen rent faktisk virker, siger Ivan A. Paponov.

Kan mindske behovet for gødning

Kvælstof bliver også et centralt område i forskningen. Hvede har brug for kvælstof for at vokse, og derfor tilfører landbruget store mængder gennem gødning. Planterne optager imidlertid ikke alt kvælstoffet, og en del kan derfor gå tabt til miljøet.

Forskerne vil undersøge, om hvede kan påvirke mikroorganismer, der bidrager til tilgængeligheden af næringsstoffer.

Samtidig skal projektet undersøge algebaserede biogødninger. Tanken er, at en fremtidig biogødning måske ikke alene skal tilføre næringsstoffer, men også kan påvirke mikroorganismerne omkring planternes rødder.

Tørke bliver en del af forsøget

Forskerne retter også blikket mod et andet stort problem for landbruget: mangel på vand. Nogle mikroorganismer kan hjælpe planter med at håndtere tørke. Derfor skal forskerne undersøge, om forskellige typer hvede har forskellige evner til at påvirke netop disse mikroorganismer.

På længere sigt kan den viden måske bidrage til udviklingen af hvede, som bedre kan fastholde udbytte og kvalitet under vanskelige dyrkningsforhold.

Der er dog endnu tale om en hypotese.

– Vi ved endnu ikke, om disse interaktioner fungerer på den måde, vi tror. Først skal vi finde ud af, hvilke signaler planterne producerer, hvordan de virker, hvilke mikroorganismer der reagerer på dem, og om der er forskel mellem forskellige hvedegenotyper, siger Ivan A. Paponov.

Aarhus Universitet står i spidsen

EVOLVE samler otte organisationer fra Danmark, Israel, Polen, Østrig, Tyskland, Spanien og Frankrig, mens Aarhus Universitet koordinerer projektet. Projektet løber over 36 måneder og har fået 4.268.983 euro gennem EU-programmet Horizon Europe.

Lykkes forskerne med at dokumentere mekanismerne, kan det på længere sigt ændre den måde, man ser på planteforædling. Fremtidens hvede skal måske ikke kun vurderes på, hvad planten selv kan – men også på, hvor godt den arbejder sammen med det mikroskopiske liv under jorden.