Publikationer - DCA - Nationalt Center for Fødevarer og Jordbrug

Afgrødefysiologi med nye muligheder
Genetisk milepæl nået
2000 var året hvor en afgørende milepæl
i planteforskningen blev nået. Kortlægningen
af arvemassen hos den først
plante blev nemlig fuldført i arten gåsemad
(latinsk slægtsnavn: Arabidopsis).
Det tog næsten 10 år for en række internationale
forskergrupper at bestemme
rækkefølgen af de 130 millioner byggesten
i plantens 5 kromosomer og ca.
25.000 gener. Begivenheden kan vise sig
at få lige så stor betydning for verdens
fødevareforsyning, som kendskabet til
menneskets arvemasse vil få inden for
sundhedssektoren.
Genetik og dyrkningsforhold
spiller sammen
Inden den nye viden om planters arveanlæg
kan udnyttes til gavn for landbruget
venter imidlertid stadig et stort forskningsarbejde.
Gåsemad er en lille undseelig
vildplante, der som medlem af korsblomsterfamilien
nok har mange ligheder
med den dyrkede raps og kål, men dog
ligger langt fra de fødevaremæssigt betydningsfulde
kornarter og bælgplanter.
Mange plantegeners funktion er stadig
ukendt, og især ved vi ikke meget om,
hvordan de spiller sammen og påvirker
afgrødens udbytte og kvalitet under de
komplicerede dyrkningsforhold i marken.
I landbruget er målet at optimere vækstforholdene,
så der opnås et højt udbytte
af en god kvalitet. Samtidig ønskes en
minimal miljøbelastning og en optimal
udnyttelse af tilførte ressourcer. I løbet
af vækstsæsonen må der således nødvendigvis
indgås en række kompromiser, der
bevirker, at planterne udsættes for stresspåvirkninger
f.eks. mangel på næringsstoffer
og vand, sygdomsangreb, konkurrence
fra ukrudt eller kompakt jordstruktur.
Planterne har imidlertid gennem millioner
af års tilpasning udviklet mangfoldige
måder til at registrere og tilpasse sig
disse stressfaktorer. Efterhånden som vi
får indsigt i den genetiske og biokemiske
baggrund for disse mekanismer, vil de
kunne udnyttes målrettet, dels i forædlingen
af nye sorter og dels i udviklingen af
nye dyrkningssystemer, optimalt tilpasset
planternes genetiske baggrund.
Afgrødefysiologi og genetik
integreres
Afgrødefysiologi er studiet af afgrøders
reaktion på klima og jordbundsforhold.
Målinger i forsøg danner baggrund for
opbygningen af plantevækstmodeller,
der i løbet af vækstsæsonen kan fortælle
os om planternes optagelse og indhold af
f.eks. vand, se figur 1, når planterne vokser
i bestande, som vi kender det fra vore
dyrkede marker. Herved får vi indsigt i
hvilke tærskelværdier af stress, planterne
kan tolerere, og hvordan planterne reagerer,
når tærskelværdierne overskrides.
Ved Afdeling for Plantevækst og Jord
gennemføres i øjeblikket undersøgelser,
hvor afgrødefysiologi kombineres med de
nye molekylærbiologiske metoder for at
belyse frøsætningen i majs og raps. Formålet
er at afklare den genetiske baggrund
for, at en stor del af frøanlæggene
aborteres, se foto 1, når planterne i blomstringsperioden
udsættes for tørke, der
overskrider bestemte tærskelværdier. Frøabortionen
bevirker, at udbyttetabet som
følge af tørke er suverænt størst netop i
blomstringsperioden.
Frøsætning under tørke
De foreløbige resultater tyder på, at abortionen
er genetisk reguleret via frøanlæggenes
sukkerstofskifte. Fotosyntese i bladene
forsyner frøanlæggene med sukrose
til deres vækst. Men før sukrosen kan udnyttes,
skal den spaltes til glukose og fruktose.
Spaltningen katalyseres af invertaser,
som er en gruppe af enzymer, der er vigtige
for plantens assimilatfordeling mellem