Risø Nyt, no. 4, 2001 december

december 2001 

. 

RISØ 4NYT 

. 

. 

Bioproduktion 

2 Bioproduktion bruger naturens egne fabrikationsmetoder 

3 Fra gen til funktion 

Environmentalomics 

8 Klimaforandringers effekt på det globale 

kulstofkredsløb 

14 Den øgede drivhuseffekt påvirker respiration og 

fotosyntese 

15 Risikovurdering – på tværs! 

Metabolomics 

17 Stofskifteviden giver mere effektive afgrøder 

21 Lys på samspillet mellem planter og mikroorganismer 

Proteomics 

24 Fremtidens sundere korn 

27 Plantens små kraftværker 

Transcriptomics 

30 Kontrol af blomstring i vigtige kulturplanter 

32 Gener til græs uden blomster 

Genomics 

34 Sunde landbrugsplanter for fremtiden 

36 Genetiske ressourcer for fremtidens afgrøder 

Planter for fremtiden 

37 Hvem ejer planterne 

39 Samarbejde på kryds og tværs 

Forsiden viser et udsnit af en petriskål hvor planterødder ved 

hjælp af svampehyfer har optaget radioaktivt mærket fosfat. De 

blå og sorte områder svarer til den højeste radioaktivet og viser 

at rødderne har optaget al fosforen. Se artikel side 17.

Bioproduktion bruger naturens 

egne fabrikationsmetoder 

Bioproduktion er levende organismers 

produktion af specifikke produkter. 

Det er planteproduktionens fornemmeste 

formål at producere tilstrækkelige 

mængder sunde fødevarer af høj 

kvalitet og gøre det ved hjælp af produktionsmetoder, 

som er hensynsfulde over 

for miljøet. Den nuværende globale 

befolkningstilvækst kræver, at fødevareproduktionen 

bliver forøget 2-3 gange 

over de næste 30 år. Én metode til at nå 

det mål er at udvikle helt nye plantebioteknologiske 

metoder, som kan tages i 

anvendelse inden for denne tidshorisont. 

Ud over at tjene som foder- og fødevarekilde 

kan planter med fordel udnyttes 

til at producere forskellige non-food 

produkter som plast, energiråstoffer til 

kraftværker og transport, medicin, enzymer 

og meget andet. 

Traditionelt tænker vi planter som foder- og fødevarekilde, 

men planter kan sagtens bruges til at producere 

forskellige non-food produkter som plast, energiråstoffer 

til kraftværker og transport, medicin, enzymer. 

Foto: Billedhuset 

2 RISØ NYT 4/01 

Bioteknologien åbnede vejen 

Bioteknologi er at bruge levende organismer 

eller dele herfra til forskellige formål. 

På nogle områder har bioteknologi 

været brugt i århundreder, det gælder 

for eksempel udnyttelsen af mikroorganismer 

til fremstilling af vin, øl, brød, 

surmælksprodukter og ost. De nye anvendelser 

af bioteknologi, hvor man 

bevidst ændrer arveanlæg i celler for at 

få organismer til at producere et ønsket 

produkt, kom først i gang, da man havde 

klarlagt strukturen af arveanlæggenes 

grundsubstans, DNA-molekylet. 

Den britiske biofysiker Rosalin Franklin 

spillede en afgørende rolle i at forklare 

DNAs molekylære struktur. Under sit 

arbejde i det biofysiske laboratorium ved 

King's College i London 1950-1953 

"opmålte" Franklin DNA ved hjælp af 

røntgendiffraktion, så man kunne beregne 

dets struktur. Ud fra den viden kunne 

biologen James D. Watson og fysikeren 

Francis Crick i 1953 i England offentliggøre 

den første model af det spiralformede 

DNA-molekyle. Det fik de, sammen 

med fysikeren Maurice H. F. Wilkins, 

nobelprisen for i 1962. Set i bakspejlet er 

der enighed om, at James D. Watson og 

Francis Crick ikke ville have været i stand 

til at opstille deres model for DNAs struktur 

uden Franklins arbejde, og det burde 

have været hende, der havde fået den 

sidste del af i den nobelpris, Watson og 

Crick modtog efter hendes død. I dag er 

det banal skolelærdom, at DNA er et 

spiralformet molekyle, opbygget af fire 

forskellige byggesten, som indeholder 

informationen om, hvordan man bygger 

en levende organisme og får den til at 

fungere. 

Med denne viden om DNA-strukturen 

kunne forskerne begynde at forstå 

og manipulere med selve livets kode. I 

de seneste 15-20 år har vi været vidner 

til en utrolig hurtig udvikling af bioteknologiens 

anvendelsesområder. Det skyldes 

udviklingen af de mange nye meto- 

der til DNA-manipulering. Den moderne 

bioteknologi er således en ung teknologi, 

der allerede har fået stor indflydelse på 

vores dagligdag. Visionerne er mange og 

perspektiverne for at bruge de bioteknologiske 

teknikker rækker meget vidt, 

videre end vi er i stand til at forestille os 

i dag. 

Risøs indsats inden for 

bioproduktion 

Risøs bioteknologiske forskning identificerer 

og udvikler plante- og mikrobeegenskaber, 

der kan anvendes i fremtidens 

jordbrug. De hastige fremskridt 

inden for molekylærbiologi og genteknologi 

giver nye muligheder for udvikling 

af nye planteegenskaber, som både kan 

skabe nye erhvervsmuligheder for dansk 

jordbrug og agroindustri og forbedre vilkårene 

for jordbrug i udviklingslande. 

Miljøhensynet tilgodeses gennem udvikling 

af planteegenskaber og dyrkningssystemer, 

der kan reducere forbruget af 

hjælpestoffer (gødning og pesticider). 

Desuden vil Risø vurdere risici ved dyrkning 

af nye planter, specielt genmodificerede 

organismer (GMOer). 

Risøs forskning skal - gennem en forbedret 

forståelse af grundlæggende biologiske 

funktioner og mekanismer - skabe 

en teknologisk platform for udvikling af 

nye planteegenskaber, der kan udnyttes i 

produktion af fødevarer, foder og biomasse 

til kemisk industri og til energiproduktion. 

I dette temanummer af RisøNyt beskriver 

vi Risøs kommende indsats inden 

for området bioproduktion.

Fra gen til funktion 

En af de største landvindinger, der er 

gjort inden for bioteknologien, er 

muligheden for at bestemme rækkefølgen 

af baser i genomet, det vil sige organismens 

samlede arvemasse. 

Midlet er DNA-sekvensering. 2000 

blev således året, hvor den fuldstændige 

sekvens af genomerne for de vigtige 

dyre- og plantegenetiske modelorganismer, 

bananfluen (Drosophila melanogaster) 

og gåsemad (Arabidopsis thaliana), 

blev kendt. Og i år kunne tidsskrifterne 

Nature og Science offentliggøre en 

Sådan er en plantecelle opbygget 

Endoplasmatisk reticulum 

er et netværk af indbyrdes 

forbundne membraner, som 

danner kanaler inde i cellen. Én 

type er besat med ribosomer, 

hvor proteinsyntesen finder sted. 

En anden type er fabrikker for 

fremstilling og omsætning af 

fedtstoffer, ligesom det 

endoplasmatiske reticulum 

indeholder enzymer, som afgifter 

medicin og pestidicer 

Cytoplasmaet 

er en geleagtig væske, 

som udfylder cellen 

Plasmamembranen 

er sammensat af fedtstoffer, 

proteiner og sukkerstoffer. Den 

udgør en barriere mod 

omverdenen og rummer 

transport- og signalsystemer 

Cellekernen 

er en dobbeltmembran, som 

omgiver kromosomerne. I 

kernen fremstilles"arbejdskopier" 

af informationerne i DNA i 

form af RNA, som transporteres 

ud af kernen til cytoplasmaet 

via kanaler i cellekernemem- 

branerne 

Vakuole 

er en "sæk" omgivet af en 

membran. Den indeholder vand 

og lagre af forskellige stoffer 

planten har brug for 

næsten færdig sekvens af det humane 

genom. Der er allerede kortlagt genomer 

fra mange bakterier og gær, men vi står 

stadig ved begyndelsen. I øjeblikket 

sekvenseres der rundt om i verden på 

genomer af insekter, mus, svin, primater 

og mange af vore vigtigste landbrugsafgrøder, 

især ris. 

Molekylærbiologens værktøjskasse 

For forskerne i molekylær genetik er de 

fuldstændige genomsekvenser en helt 

enestående værktøjskasse. Genomsekven- 

Kloroplaster 

fanger lysenergi og omsætter 

via fotosynteseprocessen vand 

og kuldioxid til sukkerstoffer. 

Kloroplaster består af en ydre 

dobbeltmembran og et indre 

membransystem, som ligner 

forbundne stabler af mønter. 

Som mitokondrien indeholder 

kloroplaster deres eget DNA og 

man mener de oprindeligt er 

bakterier, der blev indfanget i 

cellen 

Mitokondrier 

er cellens kraftværker og består 

af en dobbeltmembran hvor den 

indre er stærkt foldet. Folderne 

kaldes kristae. Mitokondrier 

indeholder deres eget DNA, og 

man mener de oprindeligt er 

bakterier, der blev indfanget i 

cellen 

seringerne accelererer den genetiske 

forskning voldsomt, fordi de åbner en 

række smutveje for molekylærbiologerne, 

når de skal kortlægge genernes funktioner. 

Genomerne er således et første skridt på 

vejen mod det virkelig interessante, nemlig 

de proteiner, generne koder for. Proteiner 

er både arbejderne, maskinerne og 

byggeelementerne i enhver organisme, 

der eksisterer på Jorden. Proteinerne 

opbygger cellernes skelet, sætter fart i 

biokemiske reaktioner, fungerer som 

receptorer og forsvarer organismerne for 

eksempel i form af antistoffer mod indtrængende 

sygdomme. 

Traditionelt er forskning i genernes 

funktion foregået ved at fremstille mutanter, 

hvor man har ødelagt eller ændret 

(muteret) et gen i en organisme og 

derefter beskrevet de konsekvenser, 

mutationen har på funktion og organismens 

udseende. Ud fra det konkluderer 

man så, at det muterede gen må have 

udført de funktioner, der er ødelagt i 

mutanten. Arbejdsmetoden har ført til 

mange store molekylærbiologiske opdagelser 

som for eksempel DNA-kopieringsmaskinen 

i enzymet DNA-polymerase. 

Men proceduren er langsommelig. I 

planten gåsemad ville der således være 

tale om mellem fem og ti års fuldtidsarbejde 

i laboratoriet. Med genomsekvensen 

i hånden er arbejdet reduceret til 

godt et år. Genomsekvensen kortslutter 

så at sige faserne i arbejdet, så det bliver 

nemmere at finde det sted i genomet, 

hvor mutationen kan ligge. Det bliver 

meget nemmere at lave et bibliotek af 

DNA-fragmenter fra det pågældende 

område, og det bliver nemmere at isolere 

det korrekte gen i DNA-biblioteket. 

Spor i det genteknologiske 

landskab 

Forskerne kan indsnævre et interessant 

interval i genomet ved at bruge genetiske 

markører som pejlemærker. Genetiske 

markører er målbare forskelle i DNA- 

RISØ NYT 4/01 

3

et mellem to forældre. Jo mindre afstanden 

på kromosomet er mellem en markør 

og det gen, som man er interesseret 

i, jo oftere nedarves de sammen. Det vil 

sige, at har man det rette markørmønster, 

har planten højst sandsynligt 

også genet. Jo flere markører, forskerne 

råder over, jo hurtigere kan man indsnævre 

det interval, hvor man skal lede 

efter genet. Inden genomsekvenseringsprojektet 

rådede man i planten gåsemad 

over ca. 250 markører. Genomsekvenseringen 

har foræret forskerne tusindvis af 

nye markører. Selve det sammenhængende 

DNA-bibliotek i det interessante 

interval får man direkte foræret gennem 

genomsekvensen, som netop er det totale 

sammenhængende DNA-bibliotek, der 

dækker hele genomet. DNA-sekvensering 

bringer os derfor frem til målet for den 

bioteknologiske forskning, nemlig at forstå 

processen fra gen til funktion. 

Planteforskning i post-genomic 

alderen 

Genomics betyder sekvensering af genomer, 

det vil sige, at man bestemmer 

rækkefølgen af de fire byggesten i genomets 

DNA. Sekvenseringen af det humane 

genom har drastisk ændret arbejdsmetoderne 

for forskere, der arbejder med de 

biologiske videnskaber. Der er tilvejebragt 

uoverskueligt store datamængder - 

mere end tre milliarder byggesten i det 

humane genom, som nu skal fordøjes af 

det videnskabelige samfund. 

Det er genomet, der suverænt bestemmer, 

hvordan det biologiske system 

ser ud og fungerer, og genomerne bærer 

deres information i adskilte segmenter - 

gener. Når et gen skal opfylde sin mission 

i cellen, bliver det aktiveret, hvilket 

foregår ved, at genet virker som en skabelon 

og bliver oversat (transskriberet) til 

messenger-RNA (m-RNA), som så oversættes 

til et protein med en bestemt 

funktion. Proteiner fungerer som strukturelle 

eller regulerende elementer, der er 


Genomet i Arabidopsis 

2000 blev året, hvor den fuldstændige sekvens af genomerne for den vigtige plantegenetiske modelorganisme 

gåsemad (Arabidopsis thaliana) blev kendt. Her ses sekvensen i et enkelt af generne, gen nummer 

4, i et overbliksbillede (øverst) og i en detalje (nederst). Nu forestår det store arbejde med at få overblik 

over, hvilken funktion hvert enkelt gen har i plantens levetid. Bogstavkoderne er navne på kendte markører 

og tallene siger noget om positionen på DNA-strengen 

1 10.000.001 17.790.890 

mi51 GA1 mi87 HY4 mi465 FCA AGAMOUSmi422RPS2 

LRRPK FAH1 BRI1 

mi390 mi306 mi167 DET1 mi128 mi330 ATML1ATR1 RLK5 mi431 AP2 mi369 

1.5 

knob 5S_rDNA 

centromere 

16.6 

10.8 

20.9 

19.3 

27.6 

21.5 31.4 

43.1 

60.4 

45.9 55.4 

bestemmende for, hvordan planten eller 

organismen skal se ud, hvornår den skal 

blomstre, formere sig osv. Proteiner, de 

såkaldte enzymer, katalyserer desuden 

stofskiftet, som omfatter alle de kemiske 

reaktioner, der er nødvendige for at 

fremstille de stoffer, der får cellen til at 

fungere. 

Forskningens "omics" 

Det er en så arbejdskrævende opgave, at 

undersøge biologiske systemer og søge 

efter en sammenhæng mellem den omfattende 

genetiske information og cellens 

og organismens utallige funktioner, at 

analyserne kun kan gennemføres multi- 

66.6 72.9 76.6 

62.9 69.6 73.9 

79.5 

83.5 

93.1 105.8 

2.000.001 3.000.001 4.000.001 

mi306 nga12 mi87 

mi1 

CIC3F1 CIC6D7 

CIC3C8 

CIC5C6 

T27D20 T26N6 T19J18 T1J1D17L7 

T1J24 

5S_rDNA 

centromere 

F21I2 

F14G16 T3E15 F10A2 F5K24 F1K3 T13 

C4H24 T19B17 F4H6 T4B21T32N4 C6L9 F6H8 CENTROMERE F2806 T14A16 T6L9 T24G23 GAP_Q 

CIC3F1 

CIC3F1 

CIC3F1 

CIC3F1 

ATCHRIV13 

AL161501 

ATCHRIV15 

AL16161503 

ATCHRIV14 

AL161502 

ATCHRIV16 

AL161504 

T17A2 

ATCHRIV17 ATCHRIV19 ATCHRIV21 

AL161505 AL161507 AL161509 

ATCHRIV18 ATCHRIV20 

AL161506 AL161508 

19.3 19.9 20.9 21. 

parallelt med højeffektive analysemetoder 

på alle niveauer. Med en fællesbetegnelse 

kaldes denne nye videnskabelige disciplin 

functional genomics. Functional genomics 

består af en række discipliner, de 

såkaldte omics, som er beskrevet i "guide 

til omics" på side seks. 

I analogi til genomet, der rummer 

hele den genetiske information om cellens 

funktion indkodet i DNA, kalder 

man den samlede mængde af messenger-RNA 

molekyler, der er til stede i et 

givet væv eller en specifik celle på et 

bestemt trin, for transcriptomet, og analysen 

af disse forhold for transcriptomics. 

Den samlede mængde af proteinmoleky-

Fra gen til funktion 

Alle organismers arvemateriale består af DNA (deoxy-ribonucleic acid). DNA er 

opbygget af molekyler der kaldes nukleotider, sammensat af sukkerfosfat og 

nukleobaser. Sukkerfosfat delen er den samme i alle nukleotider, mens der er fire 

forskellige nukleobaser: adenin (A), guanin (G), cytosin (C) og thymin (T). Ved 

sekvensen af et DNA-molekyle forstår man rækkefølgen af nukleobaser i DNAmolekylet, 

der er et dobbeltstrenget, spiralformet molekyle, hvor A og G på den 

ene streng altid parrer sig med henholdsvis T og C på den anden streng. Kender 

man derfor sekvensen af den ene DNA-streng, kan den anden strengs sekvens 

let udledes. 

Celle med cellekerne 

Cellekernen indeholder 

kromosomerne 

Kromosomet er 

opbygget af 

DNA-dobbeltspiraler 

DNA dobbeltspiral. 

Et gen er et stykke af 

DNA-strengen. Genet 

rummer den information, 

der er nødvendig 

for at fremstille et 

bestemt protein 

Membran 

om cellekernen 

ler i en celle på et givet tidspunkt kaldes 

for proteomet og analysen heraf for proteomics. 

Dette koncept bruges også, når man 

studerer cellens stofskifteprodukter, 

metabolitter, og man kalder derfor den 

samlede mængde af forskellige stoffer, 

der fremstilles i cellen, for metabolomet, 

og analysen af disse forhold for metabolomics. 

I mange årtier har plantevidenskaben 

haltet langt bagefter de medicinske 

videnskaber og de grene af biologien, 

der handler om studiet af encellede orga- 

I sekvensanalyser angiver man derfor altid kun sekvensen af den ene streng, og 

størrelsen af et DNA-molekyle angives i basepar, forkortet bp. En celles egenskaber 

afhænger helt og holdent af hvilke proteiner, der produceres, og mængden af hvert 

protein. Som molekylærbiologen vil sige: hvilke gener udtrykkes og hvor kraftigt bliver 

de udtrykt. Det betyder, at når man undersøger generne, kan man ikke bare se 

på de gener, der producerer proteiner. Der er også en række gener, der styrer hvor, 

hvornår og hvor kraftigt generne bliver udtrykt 

Når et gen skal udtrykkes, 

laves der en kopi af den 

ene DNA-streng i form af 

et budbringer RNA-molekyle, 

forkortet m-RNA 

Basepar i DNA og RNA. 

Tre baser koder for en 

bestemt aminosyre 

m-RNA-molekylet transporteres ud af cellekernen og koden 

aflæses af ribosomer, der kører hen langs m-RNA-strengen. 

Når koden er aflæst, bringer t-RNA den tilsvarende aminosyre 

hen til ribosomet, og aminosyren kobles på den proteinkæde, 

der er ved at blive dannet 

Proteinkæde 

Transport-RNA-molekyler (t-RNA) 

henter aminosyrer i cellen og bringer 

dem hen til ribosomet, hvor de kobles 

på det protein, der er ved at blive 

bygget 

Aminosyrer 

nismer. Det skyldes til dels de markante 

forskelle i de pengeressourcer, der er tilflydt 

de forskellige videnskaber, men er 

også påvirket af den betydelige højere 

kompleksitet planternes biologiske systemer 

indeholder. 

For plantesystemer er det næsten 


5

Guide til "omics" 

Environmentalomics Environmentalomics beskriver økosystemets samlede indflydelse på 

planternes funktion. Miljøeffekter har stor indflydelse på celleprocesserne, 

derfor er det nødvendigt at måle miljøparametre og tolke 

målingerne i planten i forhold til givne miljøpåvirkninger for at 

forstå plantefunktionen 

Metabolomics 

Proteomics 


Structural 

genomics 

Functional 

genomics 

umuligt at frembringe et konstant miljø, 

og miljøeffekterne på celleprocesserne er 

særdeles udtalte. I modsætning til andre 

biologiske systemer er det derfor nødvendigt 

at optage miljødata og forsøge 

at tolke målingerne i planten i forhold til 

givne miljøpåvirkninger for at forstå 

plantefunktionen. Beskrivelsen af disse 

forhold er samlet i begrebet environmentolomet, 

der altså beskriver økosystemets 

samlede indflydelse på planternes 

funktion, undersøgelserne kaldes 

tilsvarende for environmentalomics. 

Bioinformatik skal give svaret 

Allerede i dag råder forskerne over ekstremt 

store datamængder på alle de 


Metabolomics omfatter analyse af metabolomet, dvs. hele mængden 

af små molekyler, der findes inde i en celle på et givet 

tidspunkt, og hvordan de ændrer sig over tid 

Proteomics beskæftiger sig med det totale sæt af proteiner, som en 

celle fremstiller. Proteomics forskning går ud på at finde ud af, 

hvilke proteiner, der er til stede i en celle på et givet tidspunkt, og 

hvordan disse proteiner vekselvirker med hinanden 

Transcriptomics er hele mængden af budbringer-RNA afskrifter fra 

genernes DNA, der er til stede i en celle på et givet tidspunkt. 

Ved at se på disse afskrifter, kan forskere afgøre hvilke 

gener, der er tændt eller slukket i en bestemt celle- eller vævstype, 

og hvordan udefra kommende påvirkninger som stress påvirker 

dette 

Structural genomics har som mål at bestemme strukturen af alle 

de proteiner, et bestemt genom (organismens samlede mængde 

af gener) koder for. Proteinernes strukturer kan give vigtige fingerpeg 

om deres funktion og byde på en mulighed for fx rationelt 

design af lægemidler, baseret på en forståelse af proteinernes 

tredimensionale facon og funktion 

Functional genomics beskæftiger sig med højeffektive analysemetoder 

til at bestemme funktionen af hundreder eller tusinder af 

gener på én gang. Functional genomics omfatter derfor adskillige 

af de øvrige -omics, foruden udvikling af software værktøjer til at 

håndtere og fortolke de kolossale mængder data, man får genereret 

ved disse analyser (bioinformatik) 

nævnte områder af omics. For at tolke 

disse er det nødvendigt med udvikling af 

computerbaserede metoder. Denne disciplin 

er blevet kaldt bioinformatik. I dag er 

den mest udbredt, når det drejer sig om 

fortolkning af genomsekvenser og de 

mulige proteiner, sekvenserne koder for, 

og deres struktur. Men bioinformatikken 

vil blive udvidet til at omfatte hele organismer, 

populationer og økosystemer. For 

at komme så langt skal vores nuværende 

computerkraft øges med adskillige 

størrelsesordner. Tag bare vejret som 

eksempel. Vejret, som har stor indvirkning 

på plantens samlede liv, men forudsigelsen 

af det er stadig så upålidelig, at 

der er masser af plads til forbedringer. 

Efterspørgslen efter redskaber inden 

for bioinformatik vil højst sandsynligt stige 

yderligere, da man kan forudsige, at fysikerne 

i fremtiden vil producere endnu 

flere data til udviklingen af analytiske redskaber 

inden for biologisk analyse. På 

genom-niveauet er man for eksempel på 

vej til at kunne sekvensere DNA-molekyler 

uden først at skulle gennemføre et væld af 

molekylære kloningsteknikker i laboratoriet. 

Sådanne nye teknikker vil forøge hastigheden 

af sekvenseringen væsentligt og 

dermed også mængden af producerede 

data. Hvis sekvenseringshastigheden bare 

forøges med en faktor 100, vil det være 

muligt at sekvensere genomet i for eksempel 

hvede, inden for få uger frem for år. 

Indsamlingen af data vil fortsætte på 

alle niveauer af biologisk analyse. Jo flere 

biofysiske redskaber, der udvikles til at 

studere enkeltstoffer i både tid og rum 

med høj følsomhed, jo flere data vil der 

blive produceret. Biologer vil derfor blive 

konfronteret med et krav om et glidende 

skift i deres daglige forskningsarbejde fra 

de "våde" laboratorieeksperimenter til 

det mere "tørre" arbejde med at håndtere 

og fortolke enorme datamængder. Og 

hvis forskerne skal være i stand til at 

udnytte de enorme datamængder, må 

videnskaben bioinformatik oprustes. 

Bioinformatikere blive fremtidens 

"gulddrenge" 

Bioinformatikken opstod i slutningen af 

90erne og er en videnskab, der arbejder 

med at søge og sammenligne data i forskellige 

biologiske databaser. Jo mere 

mængden af biologiske data stiger, jo 

større bliver håndteringsproblemet. Det 

kræver kraftige computere og avancerede 

matematiske værktøjer. Bioinformatikken 

vil få brug for avancerede computerbaserede 

metoder til at indsamle, behandle 

og analysere de enorme mængder af 

biologiske data, som man har og vil få til 

rådighed. Ambitionen er at blive i stand 

til at afdække funktionen af komplicerede

gen-netværk med titusindvis af gener, 

der tændes, slukkes og spiller sammen i 

de mange faser af plantens livsforløb fra 

frø til høst af værdifulde afgrøder. Fagligt 

spænder bioinformatik over et bredt felt 

af videnskabsgrene som medicin, evolutionær 

og strukturel biologi, datalogi, 

statistik og matematisk modellering. 

De fleste lande, vi plejer at sammenligne 

os med, investerer nu enorme summer 

i at opbygge centre for bioinformatik, 

og i de samme lande er der rift om 

unge forskere med bioinformatik som 

speciale. Også i Danmark suger de store 

medicinalvirksomheder Novo Nordisk og 

Lundbeck unge bioinformatikere til sig. 

Dette behov for IT-kompetente biologer 

inden for planteavl, medicinalindustri og 

i hospitalssektoren vil stige kraftigt i de 

kommende år, så brancherne forventer 

et jobmarked for bioinformatikere, der 

kan vokse lige så stærkt, som markedet 

for IT-medarbejdere gjorde det i 90-erne. 

Medarbejdere med fagkombination af 

biologi, statistik og softwareudvikling vil 

have en central rolle for de mange nye 

udnyttelser af bioteknologien, vi vil se i 

de kommende år. 

En "hot" videnskab 

Bioinformatikken er allerede et "hot" 

videnskabeligt emne, der har udvist en 

eksplosiv vækst de sidste par år, en vækstrate, 

som er kommet bag på de fleste 

forskere. Den udvikling vil fortsætte med 

en integration af bearbejdning af sekvenser, 

strukturer og statistik. Fysisk-kemisk 

modellering på forskellige niveauer vil 

blive en central del af fortolkningen af de 

nye data. På sigt vil eksperimentel bioin- 

Bioinformatik er en ny videnskab, som skal håndtere og fortolke de mange biologiske data fra alle niveauer 

("omics") i planteforskningen. Arbejdet vil føre til udviklingen af en ny generation af produkter fra planter, der vil 

blive vurderet i forhold til deres bæredygtighed. 

DNA-sekvenseringens karakteristiske stigemønstre opstår 

når de fire forskellige baser i DNA mærkes med 

hver sin fluorescerende farve og efterfølgende belyses 

med ultraviolet lys. 

formatik indebære kortlægning af genekspression 

og proteinmønstre i celler, 

væv, hele organismer og økosystemer. På 

planteområdet er Danmark godt rustet 

til at gøre sig bemærket i denne forskning 

med stærke faglige miljøer. Men 

der er stadig brug for flere penge til 

forskningen, hvis Danmark skal kunne 

konkurrere på lige fod med andre lande. 

Den danske satsning er dog blevet væsentligt 

styrket med beslutningen om 

etablering af BRIC, Biotech Research and 

Innovation Centre, der bliver knudepunktet 

for samarbejdet mellem Københavns 

Universitet, Danmarks Tekniske 

Universitet, Den Kongelige Veterinær- og 

Landbohøjskole, Hovedstadens Sygehusfællesskab, 

Risø samt Ministeriet for 

Fødevarer, Landbrug og Fiskeri. 

Af JENS KOSSMANN 


7

Environmentalomics 

Klimaforandringers effekt på det 

globale kulstofkredsløb 

Environmentalomics beskriver 

økosystemets samlede indflydelse 

på planternes funktion. 

Miljøeffekter har stor indflydelse 

på celleprocesserne, og derfor 

er det nødvendigt at måle 

miljøparametre og tolke målingerne 

i planten i forhold til 

givne miljøpåvirkninger for at 

forstå planternes respons. 

Risø vil udvikle planter med 

egenskaber, der gør dem velegnede 

til at fungere i fremtidens 

miljø, metoder til at forudsige 

samspillet mellem fremtidens 

planter og fremtidens 

miljø, og endelig vil Risø vurdere 

konsekvensen af at sætte 

de genmodificerede planter ud 

i naturen. 

Kulstofkredsløbet det sidste årti 

Det gennemsnitlige 

globale 

kulstofkredsløb 

det sidste årti. 

Figuren viser 

kulstoflagrenes 

størrelse i gigaton 

kulstof 

(sorte tal) og 

udvekslingerne 

i gigaton kulstof 

pr. år 

(hvide tal) 


Fossile brændsler og 

cementproduktion 

6 

Fossilt organisk kulstof 

og carbonat mineraler 

En øget drivhuseffekt medfører stigende 

temperaturer og øget CO2-koncentration i 

atmosfæren. Men det er ikke kun den menneskeskabte 

CO2, der betyder noget. Planterne 

har ligeledes stor indflydelse på jordens kulstofbalance. 

I øjeblikket stiger CO2-koncentrationen i 

atmosfæren med ca. 0,4 procent om året, og 

CO2-udledningen bidrager sammen med 

andre drivhusgasser til forøgelse af drivhuseffekten. 

Som følge heraf ventes jordens gennemsnitstemperatur 

at stige med en til fem 

grader C i løbet af de næste 100 år, og risikoen 

for lange tørkeperioder øges. Alle disse tre 

faktorer er meget centrale for planters vækst, 

og derfor vil fremtidens klima på afgørende 

punkter påvirke vore økosystemer: 

• CO2 påvirker fotosyntesen, og måske 

respirationen og dermed selve væksten 

• varme påvirker også plantens vækstprocesser, 

og samtidig påvirker det alle processer 

i økosystemet – især frigørelsen af næringsstoffer 

i jorden 

OPTAGELSE 

Plantevækst 

60 

Vegetation........ 500 

Jord og affald...2000 

Total...............2500 

Atmosfæren 760 

Akkumulering 3 

Netto optagelse 

i jorden 

0,7 

• vand påvirker plantens vækst, optagelse, af 

næringsstoffer og næringsstoffrigørelsen i 

jorden 

Klimaet påvirker altså planterne direkte 

gennem påvirkning af processer i planterne og 

indirekte gennem påvirkning af processer i jorden. 

Desuden er det vigtigt at huske, at planterne 

ikke er alene, men indgår i et økosystem. 

Effekter på hele økosystemet sker derfor gennem 

klimaets påvirkning af enkeltprocesser i 

planter og jord, som derefter påvirker nye processer 

og sammenhænge i økosystemet. Den 

samlede påvirkning af økosystemet er altså 

meget kompleks. Dertil kommer, at økosystemerne 

også påvirker klimaet, hvorved de klimatiske 

ændringer kan forstærkes eller dæmpes 

i samspillet med økosystemerne. 

Ifølge førende klimaforskere er den primære 

årsag til drivhuseffekten menneskets 

afbrænding af fossile brændstoffer. Planterne 

på jorden spiller dog en central rolle i det globale 

kulstofkredsløb. Planter binder CO 2 gen- 

FORBRUG 

Respiration, arealanvendelse 

og brande 

60 

Netto optagelse 

i havene 

2 

Udveksling mellem 

luft og hav 

90 

Havene 39000 

Udløb 0,8 

Sedimentation 0,2

nem fotosyntese og frigiver CO 2 gennem 

respiration, og den årlige mængde 

CO 2 , som cirkulerer mellem økosystem 

og atmosfære gennem fotosyntese og 

respiration, er ca. ti gange større end 

det årlige menneskeskabte bidrag. Indholdet 

af kulstof i planter, inklusive kulstof 

i planterester i jorden, er på ca. 

2.500 milliarder tons. Derfor er det 

meget vigtigt at forstå, hvilke virkninger 

en øget CO 2 -koncentration og stigende 

temperaturer som følge af den forøgede 

drivhuseffekt vil have på økosystemernes 

CO 2 -optagelse og -frigivelse. 

Komplekse økosystemer kræver 

kompleks forskning 

Hvis vi gerne vil forudsige, hvad der vil 

ske i fremtiden med konkrete processer 

eller hele økosystemer, er spørgsmålet 

altså: Hvordan undersøger vi disse 

meget komplekse påvirkninger. Svaret 

er, måske ikke overraskende, at vores 

I RERAF kan man uden risiko vurdere miljørisici 

j 

CO 2 i luften over Mauna Loa, Hawaii 

Målingerne af atmosfærisk CO2 i Mauna Loa udgør 

den længste kontinuerlige måling i verden. Mauna 

Loa er en aktiv vulkan på 4169 m, og lavastrømmene 

dækker 5000 km 2 

. Målestationen anses som 

en af de mest præcise til atmosfæriske målinger 

pga. en minimal indflydelse fra vegetation og menneskelig 

aktivitet. 

CO 2 koncentration (ppm) 

Temperaturudsving siden år 1000 

Temperaturudsving, grader C 

0,5 

0,0 

0,5 

1,0 

1000 1200 1400 1600 1800 2000 

Årstal 

380 

370 

360 

350 

340 

330 

320 

310 

1955 1965 1975 1985 1995 2005 

Årstal 

Mann et al. Rekonstruktion årlige 

middelværdier 

Instrument serier årlige middelværdier 

Jones et al. Rekonstruktion sommer 

Brilla et al. Rekonstruktion sommer 

Crowley EBM årlige middelværdier 

Det grønne område afspejler 

usikkerhederne i målingerne 

RERAF står for Risø Environmental Risk Assesment Facility 

og kan oversættes til Risøs miljø-risiko-vurderings-facilitet. 

RERAF indeholder seks selvstændige, klimastyrede væksthusenheder, 

som hver måler 24 m 2 

i grund-areal og 3 

meter i højden. I kamrene kan de atmosfæriske betingelser 

styres, det vil sige luftens temperatur og fugtighed, atmosfærens 

sammensætning og trykforholdene. Det samme 

gælder lysforholdene. Hvert kammer er udstyret med 10 

stk. 1000 watt og 32 stk. 400 watt pærer, der kan køres til 

side, så sollyset kan udnyttes midt på dagen. Ved hjælp af 

et særligt lamelsystem er der også mulighed for at lukke 

solen ude og dermed skabe en kunstig døgnrytme. Under 

hvert kammer er der plads til at etablere et tre meter dybt 

rodzoneanlæg, det er således muligt at etablere hele miniøkosystemer 

i RERAF. Al luft ud og ind af RERAF bliver filtreret 

for pollen og andet, således at RERAF er totalt isoleret 

fra omverdenen, og to af kamrene er derfor godkendt til at 

indeholde forsøg med genmodificerede planter. 

Kontakt: Teis N. Mikkelsen 


9

samlede undersøgelsesapparat skal 

afspejle denne kompleksitet. Vi skal altså 

kunne undersøge og belyse klimaeffekter 

på alle niveauer fra den enkelte proces i 

planten eller jorden hele vejen op til de 

samlede effekter på økosystemniveau. 

Redskaberne til dette er meget forskellige 

og går lige fra at undersøge de 

enkelte processer i laboratorier eller 

vækstkamre, over forsøg under naturlige 

forhold, til udforskning og sammenligning 

af naturlige økosystemer. Det hele 

skulle gerne resultere i så mange data, at 

det er muligt at udvikle matematiske 

modeller, der kan forudsige økosystemer- 

Zackenberg stationen fra luften 

Prøveflade med 16 plots 

Plot med filter 


nes reaktion på specifikke forandringer i 

klimaet. 

Forsøg i laboratorium og 

vækstkamre 

Generelt kan man sige, at undersøgelse 

af påvirkninger på procesniveau ofte 

kræver, at processen undersøges isoleret 

og under kontrollerede forhold. Man kan 

for eksempel undersøge, hvordan forhøjet 

CO2 og temperatur virker på planternes 

respiration, vel at mærke på planter 

dyrket i vækstkamre. Her er det 

muligt at styre alle faktorer, og man kan 

undersøge effekten af variationer i en 

Ultraviolet stråling stresser planter - et forsøg på økosystemniveau 

Over de næste 15-20 år forventes en forøget UV-B-indstråling i de arktiske 

egne som en følge af ozonlagets nedbrydning. UV-B-stråling er den mest 

ødelæggende type ultraviolet stråling af de to typer A og B, der når jorden, 

på trods af at den udgør mindre end en procent af den samlede solindstråling. 

UV-B er en stressfaktor for planter, som påvirker væksten og kon- 

kurrenceevnen. Planter kan akklimatisere sig til højere UV-B-niveauer, 

men det belaster planternes stofskifte. Vegetationen i arktiske egne er 

specielt sårbar over for stressfaktorer, som nedsætter deres energiudnyttelse 

blandt andet på grund af den meget korte vækstsæson. 

Risø og Københavns Universitet påbegyndte i 2001 et projekt, som 

skal afdække effekter på vegetationen af det nuværende UV-B-indstrålingsniveau 

på ZERO (Zackenberg Ecological Research Operation) 

under Dansk Polar Center. ZERO er beliggende i den nordøstlige del af 

Grønland og blev etableret i 1997 blandt andet med det formål at følge 

ændringer pga. de globale forandringer inden for områderne: biologi, 

geologi og klima. 

Til undersøgelserne benytter forskerne filtre, der bliver installeret over 

vegetationen og absorberer forskellige niveauer af UV-B strålingen. 

Behandlingen foregår gennem tre år i hele vækstsæsonen, som under 

de nordlige breddegrader kun varer to måneder fra først i juli, når sneen 

lige er smeltet, frem til slutningen af august, hvor sneen begynder 

at falde igen. 

På den måde kan kortvarige og langvarige effekter studeres. Samtidig 

kan planteprøver analyseres for de stoffer, der beskytter planterne mod 

UV-B de såkaldte flavonoider. Den foreløbige databehandling viser at 

planterne reagerer meget dynamisk på den indkommende sol- og UV- 

B-indstråling, og at planter, som får mindre UV-B, også stresses mindre. 

Kontakt: Teis N. Mikkelsen 

eller to faktorer, mens alle andre holdes 

konstant. Risø besidder en hel vifte af 

faciliteter fra specialiserede laboratorier 

til undersøgelse af processer i planteceller 

til vækstkamre af forskellig art. En af 

Risøs største forsøgsfaciliteter i den forbindelse 

er RERAF. RERAF står for Risø 

Environmental Risk Assesment Facility, 

og indeholder meget avancerede klimakamre, 

hvor alle klima- og miljøfaktorer 

kan kontrolleres, og hvor man ikke bare 

har mulighed for at undersøge enkelte 

planters respons på forskellige klimafaktorer, 

men kan etablere forsøg med 

hele økosystemer.

O 2 

NO 2 absorberer energi fra 

solen og bliver til det energirige 

molekyle NO 2 * 

NO2 NO * 

2 

3 Ozon reagerer med 

NO og danner NO2 og O2 , hvorved 

cyklus er gennemløbet 

NO 

1 NO * 

2 går i stykker og bliver 

til NO og frie, meget 

reaktive iltatomer, O 

O3 2 Iltatomerne reagerer 

med luftens iltmolekyler 

og bliver til ozon, O 3 

Kvælstofoxiderne indgår i vigtige atmosfære- 

kemiske processer der blandt andet har 

indflydelse på ozonmængden. Kulbrinter 

fra fx benzin griber ind i denne cyklus, hvilket 

kan føre til ozonophobning 

Økosystem-studier under naturlige 

forhold 

Gennem de kontrollerede forsøg i vækstkammer 

og laboratorium får man belyst, 

hvordan enkeltprocesser og enkeltplanter 

bliver påvirket af klimaet. Men det giver 

kun begrænset viden om, hvilken effekt 

det har på hele økosystemet. Til at belyse 

det er der brug for forsøgsfaciliteter, hvor 

planterne indgår i en sammenhæng, 

som er mere realistisk. Afhængig af problemstillingen 

kan dette være mere komplekse 

forsøg i drivhuse med små 

"miniøkosystemer", eller det kan være 

forsøg ude i naturen, hvor man under 

feltforhold prøver at manipulere de faktorer, 

der skal belyses. Også til det formål 

har Risø gode forsøgsfaciliteter. Ud 

over RERAF, hvor det er muligt at lave 

O 

O 2 

Menneskets indflydelse på klima og økosystemer 

Udover det komplekse samspil mellem økosystem og 

klima har en række menneskeskabte forhold indflydelse 

på, hvordan økosystemerne reagerer med det 

omgivende miljø. I et nystartet fælleseuropæisk projekt, 

NOFRETETE skal man undersøge, hvordan det 

atmosfæriske nedfald af kvælstof (N) i kombination 

med klimatisk betingede forskelle, påvirker skovøkosystemers 

udledning af sporgasserne NOx og N2O (kvælstofoxider). Kvælstofoxiderne er vigtige elementer 

i atmosfærekemiske processer med betydning 

blandt andet for forekomsten af ozon og den 

globale opvarmning. I projektet gennemføres sammenligninger 

mellem naturområder på forskellige 

niveauer. 

På lokalt niveau kan nedfald af kvælstof variere 

meget selv over korte afstande eksempelvis i nærheden 

af punktkilder, stalde og lignende. I den slags 

sammenligninger kan effekten af kvælstofnedfald 

studeres mens andre klimafaktorer som nedbør, 

plantearter m.m. er konstante. Omvendt studeres 

forsøg på økosystemniveau, råder Risø 

over både markfaciliteter og forsøgsfelter 

i naturen, hvor der kan foretages 

opvarmning og udtørring af hele økosystemer 

under naturlige forhold. I Zackenberg 

på Grønland er Risø for eksempel i 

samarbejde med Københavns Universitet 

i gang med at udforske planternes reaktion 

på den ultraviolette stråling fra solen, 

og i Mols Bjerge og tilsvarende steder i 

Europa har forsøg vist, at klimaforandringer 

sandsynligvis vil ændre Europas 

natursystemer. 

Undersøgelse af naturlige 

økosystemer 

Endelig kan man belyse de ønskede klimafaktorers 

effekt ved at kigge på 

forskellige økosystemer, som naturligt 

også betydningen af træarter for udledningen af 

NOx og N2O over korte afstande, hvor kvælstofnedfaldet 

er konstant ligesom øvrige klima- og 

jordbundsforhold. 

På regionalt og kontinentalt niveau, altså over 

større afstande vil kvælstofnedfaldet ofte variere, 

både i form og mængde, i takt med at også de klimatiske 

forhold skifter. Ved at studere skovenes 

NOx - og N2O-emissioner langs en europæisk 

nord-syd gradient kan der opnås viden om den 

kombinerede effekt af kvælstofnedfald og klima. 

En analyse af de indsamlede data med matematiske 

modeller gør det efterfølgende muligt at tolke 

betydningen af de enkelte faktorer. Det kan bruges 

til at beskrive den betydning kvælstofnedfald har 

for skovenes udledning af NOx og N2O, fra det 

skovrige Skandinavien i nord til Middelhavsområdet 

i syd. 

Kontakt: Per Ambus & Kim Pilegaard 

vokser under eksisterende forskelle i temperatur, 

fugtighed eller CO 2 -niveau. Risø 

har en lang tradition for at indgå i internationale 

forskningsprojekter, hvor de 

samme forhold undersøges på mange 

forsøgslokaliteter over hele Europa, og vi 

er i øjeblikket involveret i flere fælleseuropæiske 

forskningsprojekter, hvor man 

netop udnytter klimaforskellen fra nord 

til syd for at belyse klimaets effekt på 

naturen. 

Matematiske modeller skal 

forudsige naturens reaktioner 

I den store sammenhæng er det selvfølgelig 

ikke realistisk at undersøge hver 

eneste proces og hvert eneste økosystems 

respons på ændrede klimaforhold. 

Det er altså nødvendigt at finde en måde 

RISØ NYT 4/01 11

Effekten af varmere klima varierer med breddegraden 

Hvordan vil fremtidige klimaforandringer påvirke 

naturen i Europa, og er der for eksempel forskel på, 

hvordan naturen i det allerede varme Spanien vil 

reagere i forhold til det mindre varme Danmark? 

Det forsøger forskerne at afklare i to EU-finansierede 

forskningsprojekter, CLIMOOR og VULCAN. 

Risø har udviklet forsøgsoptillinger, som står i Mols 

Bjerge og tilsvarende steder i England, Spanien, Italien, 

Ungarn og Holland i forholdsvis ens naturområder, 

men altså under meget forskellige eksisterende 

klimaforhold fra det varme og tørre Spanien og 

Italien til det våde og kolde Wales. I forsøgene forhøjer 

man kunstigt temperaturen og fremkalder 

tørke under feltforhold, og efterfølgende registrerer 

og måler man, hvordan naturen reagerer sammenlignet 

med et stykke “ubehandlet” natur. Det er 

især jordens og planternes reaktion, der bliver fokuseret 

på, fordi man forventer, at manipulationerne 

vil “skubbe” til en række processer i naturen. Det 

vil påvirke de enkelte planters konkurrenceevne, så 

nogle planter forsvinder, mens andre vil klare sig 

bedre, og nye arter komme til. 


Når man laver manipulationer i felten, er det meget 

vigtigt at sikre sig, at der så vidt muligt ikke opstår 

utilsigtede sideeffekter, som gør det umuligt at tolke 

resultaterne. I disse forsøg ønsker forskerne for 

eksempel at ændre på temperaturen, hvilket de gør 

ved hjælp af flytbare tagkonstruktioner. Ved designet 

af disse tagkonstruktioner, har det været meget 

væsentligt at lave et system, som ikke samtidig 

ændrer på vandforholdene eller påvirker vinden, fordi 

det så i sidste ende ville være umuligt at sige, 

hvad der egentlig er årsag til de målte resultater. 

De udvalgte områder har haft det samme klima 

igennem hundreder af år, og naturen har således 

tilpasset sig det eksisterende klima. Alene ved at 

kigge på forholdene på de enkelte lokaliteter og 

sammenligne dem, kan forskerne få et godt indtryk 

af, hvordan klimaet på lang sigt påvirker naturprocesserne. 

Ved at gennemføre ensartede forsøg med 

varme og tørke, er det desuden lykkedes at få et 

indtryk af, hvordan klimaændringer vil påvirke forskellige 

naturområder. Det har klart vist sig, at i de 

varme og tørre middelhavsområder, betyder det 

ikke alverden, at temperaturen øges en smule, men 

hvis man fjerner noget af det sparsomme vand, har 

det meget stor negativ betydning. Omvendt har 

det en vis positiv effekt på naturprocesserne, hvis 

temperaturen i de koldere områder øges, mens 

ændringer i vandtilførslen er meget forskellig. I et 

middelvådt land som Danmark vil det ofte have en 

negativ effekt at lave tørke, men i meget våde 

områder som i Wales, har det faktisk en positiv 

effekt at lave udtørring. Ved at udnytte de eksisterende 

forskelle i klimaet over Europa, er det således 

muligt at gisne om, hvordan klimaforandringer vil 

påvirke naturen, og resultaterne tyder på, at 

mængden af plantearter reduceres, og der vil opstå 

helt andre naturtyper i Europa. 

Forsøgene i Mols Bjerge har indtil nu vist, at selv 

meget små temperaturændringer kan medføre, at 

mængden af næringsstoffer forøges. Dette kan føre 

til store ændringer i plantesammensætningen, så 

for eksempel lyngplanterne ikke kan klare sig i konkurrencen 

med græs og derfor forsvinder. 

Kontakt: Claus Beier

til at forudse klimaets effekter på andre 

processer og økosystemer, end dem der 

specifikt bliver undersøgt. Det kan 

gøres ved hjælp af modeller, hvor resultaterne 

af de udførte forsøg beskrives i 

en matematisk computermodel, som så 

kan benyttes til at forudsige effekten på 

andre processer eller økosystemer. 

Modellerne baseres på alle tilgængelige 

data lige fra laboratorieforsøg til registreringer 

i naturen, og jo flere data, der 

ligger til grund for en model, jo mere 

pålidelig er den. Computermodellering 

indenfor klimaeffekter er endnu ret ny, 

men Risø har lang erfaring med anvendelse 

af modeller til belysning af økosystemers 

reaktion på forskellige miljøfaktorer. 

Et eksempel på en sådan matematisk 

model er SOILN modellen, der beskriver, 

hvordan vand, kulstof og kvælstof reagerer 

på ændringer i klima og tilførsel af 

gødning. Ved hjælp af SOILN modellen 

er det muligt at få et indtryk af, hvordan 

klimaet vil påvirke processerne i jorden, 

og om der for eksempel er risiko for, at 

grundvandet vil blive forurenet med 

kvælstof, hvis det bliver varmere. 

Effektstudier - en udfordring 

Dilemmaet i økosystemforskning er hele 

tiden, at jo tættere vi er på "naturen", jo 

mere realistisk er det i forhold til det, 

der sker i virkeligheden. Til gengæld er 

der så mange faktorer, der er forskellige 

og ændrer sig, at det kan være næsten 

umuligt at afsløre den specifikke effekt 

af den faktor, man interesserer sig for. 

Omvendt har forsøg i laboratorier og 

vækstkamre den fordel, at vi netop kan 

kontrollere alt og dermed meget 

præcist afsløre effekten af den enkelte 

faktor. Til gengæld er netop de kontrollerede 

og isolerede forhold i laboratoriet 

urealistiske i forhold til virkeligheden. 

Af TEIS N. MIKKELSEN, CLAUS BEIER, 

PER AMBUS, DAN BRUHN og KIM PILEGAARD 

Klimaets effekt på CO 2 -binding i skov 

Fra Umeå i Nordsverige til Rom i syd er 30 skove 

udvalgt til at deltage i det store EUROFLUX-netværk. 

Siden 1996 har forskere fra hele Europa 

arbejdet sammen for at undersøge, i hvor høj 

grad skovene modvirker drivhuseffekten ved at 

binde kulstof efter optagelse af CO2 . 

Planternes nettoudveksling af CO2 måles med 

den såkaldte eddy-korrelationsteknik, hvor luftens 

CO2-koncentration bestemmes 10 gange i sekundet 

samtidigt med, at man måler den vertikale 

lufthastighed. Den danske målestation ligger ved 

Sorø, og herfra sender avanceret måleudstyr data 

til computere på Risø døgnet og året rundt. 

Analyser af data fra 15 europæiske målestationer 

bekræfter, at de fleste europæiske skove årligt 

optager mere kulstof, end de afgiver, og derfor er 

med til at afhjælpe drivhuseffekten. Nettobindingen 

er ca. 100 til 800 g kulstof pr. kvadratmeter 

pr. år. 

Men variationen er stor. Det viser sig, at kulstofbindingen 

stiger med faldende breddegrad. Den 

italienske skov er for eksempel en af de skove, 

som binder mest kulstof i løbet af et år, mens de 

danske skove binder meget mindre, og nogle 

svenske skove kan ligefrem afgive kulstof til 

atmosfæren. Forskerne har også vist, at det er 

respirationen, som er afgørende for nettokulstofbalancen, 

idet den totale kulstofoptagelse stort 

set er uafhængig af breddegraden, mens kulstofafgivelsen, 

altså respirationen, er større nordpå. 

Denne sammenhæng skyldes sandsynligvis ikke 

temperaturen, men snarere at respirationen 

blandt andet er afhængig af fugtigheden. Knaphed 

på vand i Sydeuropa om sommeren får 

respirationen til at gå i stå. De danske undersøgelser 

i en bøgeskov har vist, at nettobindingen 

er stærkt afhængig af klimaet i vækstsæsonen, 

således at både en varm og tør sommer med deraf 

følgende vandmangel og en kold og våd sommer 

med lille solindstråling kan føre til minimal 

kulstofbinding. 

I de kommende år fortsætter målingerne, og de 

indsamlede data skal blandt andet bruges til at 

udvikle modeller, som kan forudsige, hvordan 

økosystemerne vil reagere på fremtidens klimaforandringer. 

Kontakt: Kim Pilegaard og Niels Otto Jensen 


13

Den øgede drivhuseffekt påvirker 

respiration og fotosyntese 

Der er allerede nu lavet en del 

undersøgelser af drivhuseffektens 

betydning for vigtige processer i planterne. 

Fotosyntesen og respirationen er de 

to nøgleprocesser, som er direkte 

afgørende for plantens vækst. Forskningen 

i klimaforandringernes effekt på netop 

disse processer er allerede godt i 

gang. 

Respiration – forskellige arter 

reagerer forskelligt 

Korttidsforsøg har vist, at en fordobling 

af den atmosfæriske koncentration af 

CO2 - fra 360 ppm til 700 ppm – ikke 

synes at have nogen direkte effekt på 

respirationen. Til gengæld har langtidsforsøg 

med planter under et forøget 

CO2-niveau både vist en stimulering og 

en hæmning af respirationen. Da en 

direkte betydende effekt af CO2-niveauet på respirationen er usandsynlig, skyldes 

ændringerne nok snarere en ændret 

kemisk sammensætning af plantemateriale. 

Konklusionen er, at der ikke er 

nogen entydig langtidseffekt, men at det 

i høj grad afhænger af plantearten. 

Stigende temperaturer har typisk en 

umiddelbar stimulerende effekt på respirationen 

indtil et vist optimum på 40 til 

45 grader C. Dette kan medføre en øget 

frigivelse af CO2 . Dog viser det sig, at 

mange plantearter akklimatiserer sig til 

en ændret væksttemperatur, og dermed 

indstiller respirationen til et nyt niveau, 

som er tæt på, hvad det var ved den 

oprindelige temperatur. Dette kan ske i 

større eller mindre grad afhængig af 

arten og den aktuelle temperatur. Igangværende 

forskning på Risø drejer sig 

blandt andet om, hvilke temperaturer 

planterne akklimatiseres til. Er det minimum-, 

maksimum-, middel-, dag- eller 

nattemperaturen, som er afgørende? 

Videre har forsøg vist at, respiration om 

dagen er afhængig af forholdet mellem 

lys og temperatur, blandt andet for 

bøgetræer. 


Mere CO2 fremmer fotosyntesen 

På Risø har forskerne lavet forsøg i RERAF 

for at undersøge, hvilken effekt forskellige 

klimatiske faktorer har på fotosyntesen. 

Alle grønne planter har fotosyntese, 

og processen er historisk set ansvarlig for 

opbygningen af alle kulstofdepoter i 

form af levende og døde planter, som 

med tiden omdannes til kul og olie. 

Hastigheden af fotosyntesen er primært 

afhængig af lyset, CO2-koncentrationen i 

luften, temperaturen og plantens status 

med hensyn til vand og næringsstoffer. 

Ved at måle fotosyntesen kan man se, 

hvordan planter vokser, og om der er 

faktorer til stede, som stimulerer eller 

hæmmer væksten. Den stigende CO2- koncentration stimulerer direkte fotosyntesen, 

og dermed sker der en forøgelse 

af væksthastigheden. Denne stimulering 

skal dog sammenholdes med ændringer 

i alle de nævnte parametre samt jordbundsforhold, 

plantearter og den genetiske 

sammensætning. 

De forsøg, der indtil nu er gennemført 

i RERAF, er lavet på eg og bøg, raps, 

ært og havre. Forsøgene har vist, at en 

forøget CO2-koncentration i atmosfæren 

medfører en 10-30 procents stigning i 

fotosyntesehastigheden på kort sigt, men 

om det også gør sig gældende under 

naturlige forhold og i hele plantens liv er 

endnu uvist. Det er dog helt sikkert, at 

der vil være forskel på responsen hos 

etårige afgrødeplanter og flerårige planter 

som for eksempel træer. Under naturlige 

forhold vil andre vækstbegrænsende 

faktorer muligvis også spille en afgørende 

rolle. Forsøgene har desuden afsløret 

en fysiologisk respons i form af en bedre 

vandudnyttelse under et forhøjet CO2- niveau, idet planterne fordamper mindre 

vand pr. bundet CO2-molekyle. Dette er 

en effekt, som sandsynligvis også gælder 

under naturlige forhold. 

Forskning i planternes fotosyntese og 

respiration afslører, hvor komplekse disse 

processer er. Derfor er der også et væld 

Seniorforsker Teis Mikkelsen måler fotosyntese på rapsblade 

i RERAF 

af faktorer, som skal afklares, før det er 

muligt at danne et sikkert billede af, 

hvordan planter vil reagere ved yderligere 

klimaforandringer. 

Af DAN BRUHN og TEIS N. MIKKELSEN

Risikovurdering 

– på tværs! Udsætning 

Forskere fra Risø er fortalere for at 

man ikke blot anskuer risikovurdering 

fra et naturvidenskabeligt, men også fra 

et samfundsmæssigt og etisk synspunkt. 

Etik skal med i risikovurderingen 

Før en genetisk modificeret plante (GMP) 

sættes ud i miljøet, skal der gennemføres 

en miljømæssig risikovurdering. 

Indtil videre har risikovurderingen af 

genmodificerede planter i høj grad baseret 

sig på de naturvidenskabelige risici. 

Det er dog ofte ikke dem, der bekymrer 

befolkningen mest, det er i lige så høj 

eller højere grad samfundsmæssige eller 

etiske forhold. En tværfaglig risikovurdering 

skal også omfatte andre forbehold 

hos befolkningen end de rent videnskabelige. 

Det kan for eksempel være 

bekymring for, om man får indskrænket 

sin ret til frit at vælge, hvad man putter i 

munden, bliver afhængig af få store 

frøfirmaer eller modstand mod at overskride 

visse etiske eller religiøse grænser. 

Forskningen skal afgøre, hvilke forhold 

der bør medtages, og hvordan og af 

hvem de skal vurderes. 

En af de faktorer det er oplagt at inddrage 

er nytteværdien. Nytteværdien er 

typisk holdt helt ude af risikovurderingen, 

idet man automatisk går ud fra, at 

det der skal risikovurderes, er nyttigt. 

Netop modstanden mod genmodificerede 

planter er et tydeligt eksempel på, 

at denne faktor bør indgå – for hvorfor 

skal man som forbruger løbe en risiko, 

hvis der ikke er en klar fordel og nytte 

ved at sætte noget på spil? 

Tværvidenskabelig forskning 

På Risø er en tværvidenskabelig gruppe 

forskere under Center for Bioetik og Risikovurdering 

i gang med de første tiltag 

til at udvikle en mere fyldestgørende 

metode til risikovurdering, der også 

omfatter de "bløde" værdier. Både Risø, 

Den Kongelige Veterinær- og Landbohøjskole, 

Københavns Universitet og Dan- 

Skov- og 

Naturstyrelsen 

Økologisk 

risikovurdering 

Videresender 

ansøgning 

Plantedirektoratet 

Landsbrugsmæssig 

risikovurdering 

Overvågning 

Ansøger/Producent 

Markedsføringsansøgning 

Miljøstyrelsen 

Institut for 

Fødevaresikkerhed 

og Toksikologi 

Sundhedsmæssig 

risikokvurdering 

Kortfattet resume 

Høringsberettigede 

institutioner 

Svarfrist (30 dage) Svarfrist (30 dage) 

Nej 

(svarfrist 90 dage) 

marks Miljøundersøgelser leverer forskere 

til gruppen, som består af plantegenetikere, 

en molekylærbiolog, en mikrobiolog, 

en agronom, en ingeniør og en filosof. 

Den naturvidenskabelige viden er stadig 

rygmarven i risikovurderingen af 

genmodificerede planter, men den er 

ikke nødvendigvis fyldestgørende. Risikovurderingen 

er baseret på nogle forudsætninger 

og begrænsninger, som det er 

vigtigt, at producenter, forskere og myndigheder 

åbent erkender. Centrets forskere 

vil arbejde på, at usikkerheden i 

risikovurderingen beskrives, for selvom 

naturvidenskabelige risikovurderinger er 

det nødvendige udgangspunkt for 

accept eller forkastelse af en genmodificeret 

organisme, kan vurderingen aldrig 

blive en fuldstændig beskrivelse af konsekvenserne 

for miljø og sundhed. 

En usikker størrelse 

Et af problemerne med den naturviden- 

Miljøstyrelsen EU Kommisionen 

Notat på basis af 

indkomne svar 

Miljøministeren 

Godkendelse af gensplejsede planter 

Andre 

medlemslande 

Ja 


Bemærkninger 


Inden gensplejsede planter sættes ud i naturen skal de godkendes. Ifølge Lov om Miljø og Genteknologi sker 

godkendelsen i en række trin, der vurderes særskilt. Først foretages undersøgelse i pollentætte klimakamre og 

væksthuse som RERAF på Risø. Dernæst søger producenten om tilladelse til forsøgsudsætning, som skal foregå 

i marken i små kontrollerede forsøgsparceller. Til sidst afprøves planterne under mere realistiske betingelser. 

Kilde: Gensplejsede planter, TEMA-rapport fra DMU, 23/1998. Miljø- og Energiministeriet, Danmarks 

Miljøundersøgelser. 

skabelige risikovurdering er, at der ikke 

er veldefinerede, indiskutable og uacceptable 

skader eller effekter. En videnskabelig 

risikovurdering vil altid indeholde en 

vis usikkerhed, og mere problematisk bliver 

det, når kriterierne for godkendelse 

af genmodificerede organismer ikke klart 

fremgår af reglerne for risikovurderingen. 

Derfor er det vigtig at afklare, hvilken 

usikkerhed man kan acceptere i en 

beslutning om godkendelse af en genmodificeret 

plante, og usikkerhederne 

skal klart fremgå af risikovurderingen. 

Netop beslutningsgrundlaget for 

hver enkelt risikovurdering skal være 

mere åbenlys. For selv om lovgivningen 

udstikker nogle retningslinjer, er der alligevel 

mange muligheder for fortolkning 

hos både myndigheder og producenter. 

Det er essentielt at afklare, hvordan indholdet 

i hver enkelt risikovurdering skal 

fastlægges, så en standardiseret, gennemsigtig 

og socialt robust procedure 

bliver grundlaget. 


15

Risikovurdering af 

gensplejsede planter 

Når man risikovurderer en gensplejset plante 

foregår det ved at sammenligne den med en 

tilsvarende almindelig plante med hensyn til: 

Miljømæssige risici 

Risikoen for at planten selv 

eller dens gener spredes til 

naturlige økosystemer og 

påvirker dem. Risikoen for 

at planten har effekter på 

ikke-målorganismer 

Landbrugsmæssige risici 

Risikoen for at planten selv 

eller nærtbeslægtede arter, 

der modtager gener ved 

krydsning bliver til 

ukrudtsarter, det er svært 

at bekæmpe. 

Sundhedsmæssige risici 

Risikoen for at planten indeholder 

giftige eller allergifremkaldende 

stoffer. 

Risikoen for at planten har 

en ændret ernæringsmæssig 

værdi. 

Danmark har lagt sig i front 

At holdningsmæssige spørgsmål nu skal 

indgå i reguleringen, er en naturlig konsekvens 

af den offentlige debat, som 

Danmark og resten af Europa har haft og 

stadig har om genmodificerede organismer. 

Og en erkendelse af, at den naturvidenskabelige 

risikovurdering ikke honorerer 

alle de krav, som samfundet har. 

Reguleringen af genetisk modificerede 

planter er lige blevet revideret i EUs direktiv, 

2001/18/EU. Direktivet, som danner 

grundlag for udsætning i naturen og 

markedsføring af gensplejsede organismer, 

er strammet op og præciserer nu 

retningslinjerne for risikovurderingen. 

Samtidig viser det nye direktiv de første 

spæde forsøg på at inddrage holdninger 

– etik – i vurderingen. Etikken er dog sta- 


Mulige konsekvenser af dyrkning af glyphosatresistent 

vinterraps i Danmark 

Raps er en af de genetisk modificerede landbrugsplanter, der dyrkes mest verden over. I 2000 var det 

globale rapsareal på 25 mill. hektar, og på 11 procent af arealet blev der dyrket genetisk modificeret, 

herbicidresistent raps. Rapsfrø bruges til produktion af madolie og restproduktet anvendes til foder. Som 

eksempel på en case om risikovurdering har den tværvidenskabelige forskergruppe taget udgangspunkt 

i, hvordan man kunne vurdere en RoundUp-resistent vinterraps, der ønskes markedsført i Danmark. 

Den indsatte genkonstruktion (insertet) har en 35S promotor, der tænder for genet, og strukturgenet 

(RoundUp-resistensen) er CP4 genet fra bakterien Agrobacterium. Der er ikke indsat antibiotikaresistensgener. 

Skemaet er et foreløbigt udkast udarbejdet af Center for Bioetik og Risikovurdering 

Effekt 

Forurening af ikke GMraps, 

fx i økologisk 

jordbrug 

Øget forbrug af 

RoundUp 

Ukrudtsbekæmpelse 

vanskeliggøres 

Non-target effekter 

RoundUp-tolerancen 

inaktiveres 

Mindre biodiversitet 

Afhængighed af 

bestemte frøproducenter 

Udryddelse af arter 

Genkombinationer 

som ikke kan skabes 

evolutionært 

Anslået 

hyppighed Processer involveret Konsekvens 

Høj 

Lav? 

Lav? 

Lav? 

Lav 

Lav 

Middel? 

Lav 

Ja! 

1. Genspredning mellem GM og 

ikke-GM raps eller vilde arter 

2. Spildplanter fra GM-raps 

1. Ønske om renere marker 

2. Glyphosatresistent spildraps og ukrudt 

Glyphosatresistent spildraps og ukrudt 

pga. øget selektion og genspredning, 

men under visse forhold ingen alternative 

strategier til rådighed 

Fx effekter på led i fødekæder eller jordens 

næringsstofsammensætning m.m. 

Virusinfektion af raps med en speciel 

virus inaktiverer promoteren 

1. Ønske om renere marker 

2. Mere selektivt middel over for ukrudt 

3. Mindre omkostninger til sprøjtning 

medfører øget forbrug 

Da de indsatte genkonstruktioner er 

patenterede vil ikke alle små forædlere 

have økonomi til at betale for anvendelse 

af intellektuelle rettigheder 

1. Udkonkurrering af vilde arter via 

genspredning fra afgrøden 

2. GM planter mere konkurrencedygtige 

pga. selektion 

dig direktivets "blindtarm". Det er nemlig 

klart udtrykt, at det vigtigste er at vurdere 

den genetisk modificerede plantes 

mulige giftighed og påvirkning af miljøet. 

Med hensyn til at indarbejde etik i 

lovgivningen har Danmark dog taget et 

skridt, der går videre, end direktivet 

kræver. Erhvervsministeriet har nemlig 

1. Økonomisk tab for landmanden 

2. Tilsidesættelse af landmandens og 

forbrugerens ret til selv frit at vælge 

afgrøde og produktionsform 


2. Øget belastning af omgivelserne fx 

grundvandet med glyphosat 


2. Tab af dyrkningssikkerhed for raps og 

andre afgrøder i sædskiftet 

3. Nedvisning umulig 

? 


2. Producentens troværdighed anfægtes, 

da det er selve insertets art, der giver 

problemet 

1. Tab af "fødegrundlag" for dyreliv og 

mikroorganismer 

2. Tab af ukrudtsarter 

1. Små forædlere mister markedsandele 

2. Sortsudvalget bestemmes af store 

firmaer, og demokratiske rettigheder 

sættes overstyr 

Selektion for transgene individer medfører 

tab af arter, biotyper og gener 

Genetisk modifikation Religiøse eller etiske grænser overskrides 

oprettet BioTik-sekretariatet, der skal indarbejde 

de mere bløde værdier i vores 

regulering af genmodificerede organismer. 

Så Danmark har endnu en gang 

lagt sig i front inden for miljøområdet. 

Af RIKKE BAGGER JØRGENSEN, 

BIRGITTE RASMUSSEN og THURE HAUSER

Metabolomics 

Stofskifteviden giver 

mere effektive afgrøder 

Metabolisme er et andet 

ord for stofskifte. Metabolomics 

omfatter analyse 

af metabolomet, det 

vil sige hele mængden af 

små molekyler, der findes 

inde i en celle på et givet 

tidspunkt, og hvordan de 

ændrer sig over tid. 

Plantens metoder til at skaffe 

fosfatforsyninger 

Rod 

Fosfat 

Organiske 

syrer og 

brintioner 

Fosfataser 

Mikroorganisme 

Opløst 

fosfat i 

jordvand 

Mikroorganisme 

Jorden indeholder altid meget mere fosfat end 

planten har brug for, men kun en lille del er umiddelbart 

tilgængelig, fordi fosfat er stærkt bundet i 

kemiske forbindelser og på partikeloverflader i jorden. 

Derfor oplever planten "fosfatsult", og den 

reagerer ved at aktivere en række gener, der påvirker 

planterodens vækst, dannelse af rodhår, udskillelse 

af organiske syrer og enzymer samt etablering 

Reduceret miljøbelastning og forbedret ressourceudnyttelse 

er nøglebegreber i fremtidens 

planteproduktion. 

Landbrugets miljøbelastning skal 

reduceres 

Landbrugets forurening af til vandmiljøet kan 

reduceres, når to mål er opfyldt. For det første 

Uorganisk 

bundet 

fosfat 

Organisk 

fosfat 

Adsorberet 

fosfat 

af mykorrhiza. Samtidig mobiliserer planten fosfat 

fra puljer oplagret i cellerne. Alle ændringerne bidrager 

til at planten får dækket sit behov for fosfat på 

trods af dets begrænsede tilgængelighed. 

Risø ønsker at udvikle de nødvendige værktøjer til 

fremstilling af nye fosfat-effektive sorter med en medfødt 

høj aktivitet af et eller flere af de karaktertræk, 

må de anvendte gødningsmængder nøje 

afstemmes efter planternes behov, og for det 

andet må planternes optagelse af næringsstoffer 

gøres mere effektiv. En effektivisering af 

planters næringsstofoptagelse og bedre udnyttelse 

af næringsstoffer vil medføre en reduktion 

i mængden af anvendt kunstgødning. Det 

vil igen betyde et formindsket pres på de 

Mykorrhiza svampen er planterodens 

forlængede arm 

Planteroden selv 

kan kun hente 

fosfat fra en zone 

tæt på roden. 

Denne zone bliver 

derfor udtømt for 

fosfat 

Gennem jorden er nyt 

fosfat meget lang tid om 

at sive hen til den fosfat- 

fattige zone nær plantens 

rod 

Her - langt væk fra plantens 

rod - optager hyferne fosfat 

fra den fosfatrige jord 

Gennem hyferne transporteres 

fosfat langt hurtigere ind i 

plantens rod end gennem 

jorden 

Planterod 

Fosfatfattig zone Fosfatrig zone 

der betinger en effektiv fosfat-optagelse. En 

metode til at udvikle fosfat-effektive sorter er at 

forbedre mykorrhiza-symbiosen. En anden er at 

udvikle planter med længere rodhår, eller planter 

med en forøget udskillelse af organiske syrer, som 

kan opløse uorganiske fosfatforbindelser i jorden. 

Planter med en forøget udskillelse af enzymerne 

fosfataser vil desuden kune nedbryde organiske 

fasfatforbindelser i jorden. 


17

NMR spektroskopi viser fosfatfordeling i den levende plantecelle 

NMR (nuclear magnetic resonance) spektrum af ærterodknolde, 

hvor man kan se de forskellige fosfat-forbindelser 

opløst i cellernes cytoplasma og vakuole. Vakuolen er et 

væskerum omsluttet af en membran, der bruges til oplagring 

af overskydende næringsstoffer. Resten af cellen 

P i 

vakuoler 

P i 

cytoplasma 

Sukkerfosfater 

"X" 

α-ATP + 

α-ADP 

γ-ATP 

β-ADP 

α-UDPG 

β-UDPG 

β-ATP 

6 4 2 -0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 ppm 

Sådan optages et NMR spektrum 

Signal fra prøven 

behandles i en computer 

udgøres af cytoplasmaet. Toppenes størrelse afspejler 

mængden af de forskellige fosfatforbindelser. Én top viser 

fosfatindholdet i vakuolen, og de øvrige forbindelser findes 

i cytoplasmaet. 

Betegnelserne på kurven er: 

P = fosfat 

ADP/ATP = energimolekyler 

Resten er forskellige sukkerfosfatforbindelser samt et 

ukendt stof (X) 

Prøven anbringes i en 

kraftig magnet 

Mange af grundstofferne har NMR-aktive isotoper, der har et magnetisk moment. Det betyder, at når en kerne fra en 

NMR-aktiv isotop placeres i et kraftigt statisk magnetfelt kan den eksistere i to magnetiske tilstande, med en energiforskel 

proportional til det statiske magnetfelt. Hvis kernen bestråles med den rette radiofrekvens, vil fordelingen mellem de to 

tilstande ændres, og det er denne ændring, der giver anledning til signalerne i spektrene. Hver enkelt kemisk forbindelse 

har sit eget karakteristiske spektrum. 

De vigtigste biologiske NMR-aktive isotoper er 13C, 31P og 15N naturressourcer, der danner grundlag for 

gødningsproduktionen. Udvikling af fosfat-effektive 

afgrøder er et eksempel på, 

hvordan næringsstoffer i landbruget kan 

udnyttes mere effektivt. Men for at nå 

frem til afgrøder, der optager næringsstoffer 

bedre, må man kende planternes 

stofskifte (metabolisme) til bunds. 

Titusinder af metabolitter i planter 

En metabolit-profil er et øjebliksbillede af 

cellernes indhold af metabolitter, det vil 

sige indholdet af små organiske moleky- 


ler, der samlet betegnes metabolomet. 

Metabolitter er for eksempel aminosyrer 

eller sukkerstoffer. En metabolit-profil 

fremstilles ved hjælp af en kromatografi 

kombineret med massespektrometri. 

Kromatografien bruges til at adskille de 

kemiske forbindelser i celleekstraktet, og 

massespektrometret bruges til at identificere 

forbindelserne. 

Planter skønnes at indeholde mellem 

90.000 og 200.000 lavmolekylære forbindelser 

- metabolitter. Den lille plante 

Arabidopsis indeholder alene over 5000. 

Det er således en kompliceret affære at 

udrede de biokemiske reaktionsveje og 

processer, som foregår i en celle. En 

videreudvikling af analysemetoder og en 

kombination af forskellige metoder er 

derfor nødvendig for at nå frem til en 

fuld beskrivelse af en plantes metabolitprofil. 

Og det bliver først realistisk i det 

øjeblik, man evner at analysere den komplette 

profil sammen med en database, 

der indeholder informationer om de 

mulige reaktionsveje i cellen, en udfordring, 

som kræver, at man har en bety-

delig computerkraft til rådighed. 

På denne baggrund er det vigtigt at 

fastholde og udbygge studiet af de 

enkelte processer og netværk af processer 

i cellerne. Arbejdet indebærer en 

bred vifte af analyser på forskellige typer 

planteekstrakt fra forskellige plantedele. 

Analyserne er for eksempel proteinkemiske 

analyser og NMR analyser. Proteinkemiske 

analyser fortæller om proteinernes 

sammensætning, struktur og funktion, 

og NMR bruges til at analysere omsætningen 

af en forbindelse mærket med en 

isotop. 

Fosfat-effektive afgrøder 

Jorden indeholder altid meget mere fosfat, 

end planten har brug for, men kun 

en lille del er umiddelbart tilgængelig, 

Autoradiografi viser hvordan rødder får fosfat fra svampe 

Forskere på Risø anvender en fosfor-imager til non-invasive studier af næringsstoftransport i mykorrhiza. 

Det vil sige studier, som ikke kræver indgreb i cellerne. 

A B 

C 

Denne halvdel 

af skålen er tilført 

radioaktivt fosfat 

SVAMPEHYFER 

RØDDER OG 

SVAMPEHYFER 

Mykorrhiza dyrkes i en petriskål, der er delt i to 

halvdele af en barriere. I den ene halvdel vokser en 

planterod koloniseret med mykorrhiza-svampe, og 

svampehyferne vokser over barrieren og ind i den 

anden halvdel, som indeholder radioaktivt mærket 

fosfat. Rødderne kan ikke vokse over barrieren. 

fordi fosfat er stærkt bundet i kemiske 

forbindelser og på partikeloverflader i 

jorden. Risø ønsker at udvikle de nødvendige 

værktøjer til fremstilling af nye fosfat-effektive 

sorter med et eller flere af de 

karaktertræk, der betinger en effektiv fosfat-optagelse. 

For at nå disse mål er det 

nødvendigt at identificere de gener, der 

koder for de funktionelle egenskaber, 

som er forudsætningen for en effektiv 

fosfatoptagelse. Og hvis man vil finde 

generne må man først kortlægge stofskifteprocesserne 

i cellerne og identificere 

de biokemiske reaktioner, der ligger til 

grund for den enkelte karakter for fosfateffektivitet. 

Herunder også de involverede 

signalstoffer samt overførslen af signaler 

fra ét sted i planten til et andet. På 

Risø er samarbejdet mellem fysikere og 

Det radioaktive fosfatsynliggøres ved eksponering af 

petriskålen på en fosforescerende skærm og efterfølgende 

aflæsning i en fosfor-imager. Gråtoner i 

radiogrammet er her afbildet som farver hvor blå/ 

sort svarer til den højest målte radioaktivitet stammende 

fra det tilsatte radioaktive fosfat. 

biologer intensiveret, og det forventes, 

at den tværfaglige indsats vil styrke 

dynamikken og lede frem til nye, uventede 

forskningsresultater. 

Selvlysende stoffer synliggør 

metabolitter 

Forskerne på Risø fokuserer også på at 

udvikle metoder, der kan synliggøre stofskifteprocesser 

og –produkter direkte i 

levende celler, såkaldte non-invasive studier. 

Forskningen foregår i samarbejde 

med Roskilde Universitetscenter. Noninvasive 

studier kræver ingen direkte indgreb 

i cellerne, og gør det derfor muligt 

at opnå et sandt billede af tilstedeværelse 

og koncentration af den enkelte forbindelse 

i den levende celle. For eksempel 

anvender forskere på Risø en såkaldt 

Her er billederne A og B placeret oven på hinanden 

og det ses, at det radioaktive fosfat er ophobet 

i hyfer og rødder. 


19

Visualisering af stofskifte-produkter med PEBBLEs 

PEBBLE er en forkortelse for Probes Encapsulated By Biologically Localised 

Embedding. Nanopartiklerne er 20-500 nanometer små og består af en polymer 

matrix, der rummer et indikator molekyle fx et fluorescerende farvestof. 

Nanopartiklerne kan skydes ind i dyreceller med en genkanon, ved picoinjektion 

eller ved hjælp af liposomer. Nu undersøger Risøs forskere, om det også 

er muligt at skyde partiklerne ind i planteceller. 

Fibersensor 

Ion flux 

fosfor-imager til at studere tidsforløbet i 

svampehyfers fosfattransport. 

En særlig interessant teknik er anvendelsen 

af selvlysende stoffer. Professor i 

kemi, Raoul Kopelman, Michigan Universitet 

har udført et pionerarbejde på dette 

felt. Han har udviklet såkaldte nano-sensorer, 

der består af små polymerpartikler 

på mellem 50 og 200 nanometer - 

PEBBLEs -, hvori der er indsat et stof, der 

fluorescerer ved kontakt med en bestemt 

metabolit. Kopelman har arbejdet med 


K + 

K + 

K + 

K + 

PEBBLE biosensorer 

K + 

K + 

Celle 

dyreceller og har placeret nano sensorerne 

i cellerne ved hjælp af en genkanon. 

En genkanon bruges ellers normalt til at 

indføre fremmed DNA i en celle. Risøs 

planteforskere og polymerforskere vil i 

samarbejde med Kopelman afprøve denne 

teknik på planteceller. I første 

omgang skal der fremstilles nano sensorer 

for calcium, som spiller en central rolle 

i cellens metabolisme blandt andet i forbindelse 

med signaloverførsel. Det forventes 

at disse nanosensorer vil give et billede 

PEBBLEs kan bruges til at måle fx koncentrationer af næringsstoffer, ilt og pH 

værdier. Til venstre ses en skematisk tegning af en dyrecelle, hvori der ligger 

PEBBLES. De indeholder et farvestof, der fluorescerer gult, når det binder K + 

(kaliumioner), som vist øverst i cellen. Til højre ses et elektronmikroskopbillede 

af PEBBLEs lavet af plastmaterialet acrylamid i en celle. 

200 nanometer 

Cytoplasma 

PEBBLE 

PEBBLE 

Cellekerne 

af koncentration og lokalisering af calcium 

i de forskellige celledele. 

Det ultimative mål er den virtuelle 

celle, hvor forskeren kan sidde ved sin 

computer og putte et nyt gen ind i cellen 

og efterfølgende forudsige hvilke 

effekter, det vil have på for eksempel 

stofskiftet. Men der skal stadig mange 

års forskning og indsamling af data til, 

før den virtuelle celle bliver en realitet. 

Af IVER JAKOBSEN

Lys på samspillet mellem 

planter og mikroorganismer 

Studier af strukturerne i planter og 

mikroorganismer har traditionelt 

været gennemført ved anvendelse af forskellige 

typer af mikroskopi på døde 

vævsprøver. Det har begrænset mulighederne 

for at udføre studier over tid af 

processer i celler og væv. Den hastige 

udvikling inden for genteknologi og 

optisk analyse sætter nu forskerne i 

stand til at gennemføre studier, der har 

en begrænset effekt på det levende materiale. 

De såkaldte non-invasive studier gør 

det muligt at undersøge tidsforløb af 

strukturelle og biokemiske celleprocesser, 

og studere processerne i forhold til 

ændringer i organismernes omgivelser. 

Svampe kan gøres selvlysende 

Risøs har mange års tradition for at forske 

i samspillet mellem planter og 

mikroorganismer, der kan være enten 

skadelige eller gavnlige. Gråplet hos hvede 

er en sygdom, der fremkaldes af 

svampen Mycosphaerella graminicola. 

Moderne genteknologi gør det muligt at 

tilføre svampen et ekstra gen, der får 

den til at lyse grønt, den grønne farve 

kan derefter ses i et fluorescensmikroskop. 

Ved hjælp af såkaldt konfokal 

mikroskopi kan man desuden bevæge 

sig i optiske “skiver” ned igennem et 

inficeret blad og få et overblik over 

svampens angreb i tre dimensioner. 

Det er dog endnu vanskeligt at indsætte 

genet for grøn fluorescens i svampe, 

der kun kan vokse i forbindelse med 

værtplanten, og andre metoder er derfor 

nødvendige. Det er ofte muligt at lade 

svampen optage et fluorescerende stof 

og derefter gennemføre konfokal mikroskopi. 

Længerevarende tidsstudier ved 

hjælp af konfokal mikroskopi har dog 

den ulempe, at det laserlys, der bruges i 

konfokal mikroskopi, er så kraftigt, at det 

med tiden ødelægger den fluorescerende 

prøve. Samtidig kan det være vanskeligt 

at holde præparatet levende, fordi 

Fluorescerende fotodokument: 

Sådan angriber svampe hvede 

Billederne viser svampen Mycosphaerella graminicola, der forårsager sygdommen gråplet på hvede. Svampen 

har fået indsat et ekstra gen, der får den til at producere et grønt fluorescerende protein. Det kan 

man se ved hjælp af en særlig slags fluorescensmikroskopi af det levende plantevæv. Med avanceret 

mikroskopteknik kan forskerne også bevæge sig i optiske “skiver” ned igennem bladet og få et overblik 

over svampens kolonisering i tre dimensioner 

M. graminicola svampesporer, der ligger på 

oversiden af et hvedeblad 

Svampehyfer inden i bladet. Den røde fluorescens 

kommer fra plantens grønkorn (kloroplaster) 

Svampen sender udløbere, hyfer, ind i bladet, 

hvilket ses som en grøn plet da den vokser lodret 

ned gennem bladet 

Svampehyferne har nu bevæget sig længere 

ned i plantens væv, hvor de vokser tæt omkring 

plantens celler 

Michael F. Lyngkjær 


21

de fluorescerende molekyler har tendens 

til at udvikle giftige forbindelser. 

Problemerne kan løses med to-foton 

mikroskopi. Ved to-foton mikroskopi stimuleres 

den fluorescerende prøve af to 

infrarøde fotoner, det vil sige lav-energetiske 

lyspartikler, som absorberes næsten 

samtidig. Ved to-foton mikroskopi bliver 

stimuleringen af det fluorescerede stof 

begrænset til selve det lille område, man 

fokuserer på. Overliggende og underliggende 

lag i prøven er alene udsat for 

infrarødt lys, der ikke forårsager nogen 

ødelæggelse af vævet. 

Samarbejde mellem optikere og 

planteforskere 

Optisk kohærens tomografi (OCT) har 

Risøs forskere indtil nu hovedsageligt 

forsket i til medicinsk diagnostik. Nu er 

der etableret et tværfagligt samarbejde 

mellem planteforskere og optikere med 

henblik på anvendelse af denne teknik til 

non-invasive studier af plante- og svampestrukturer 

i planterødder. Optisk 

kohærens tomografi udnytter, at lys kan 

gennemtrænge levende væv i op til millimeters 

dybde, og at vævet kaster fotonerne 

(lyspartiklerne) tilbage. Derefter 

udnyttes de fotoner, der spredes enkeltvis 

fra den dybtliggende undersøgte 

struktur til at danne et billede. Optisk 

kohærens tomografi kræver hverken 

farvning, forbehandling eller indsættelse 

af gener, der producerer fluorescens. En 

relativt ringe billedkvalitet synes indtil 

videre at være den vigtigste begrænsning 

for udnyttelsen af optisk kohærens 

tomografi til plantestudier. Imidlertid vil 

en kombination med den før omtalte tofoton 

mikroskopi sandsynligvis kunne 

øge følsomheden betydeligt, en mulighed 

forskningen skal afklare i den kommende 

tid. 

Forskningen i optiske systemer foregår 

i BIOP-Centret (Center for Biomedical 

Optics and New Laser Systems), som 

har til huse på Risø og er et samarbejde 


Med laserskanning konfokal mikroskopi kan 

man studere tykke lag i skiver af plantecellen 

Detektor 

A4. Fluorescens signal 

fra plantecellen i 

laserstrålens fokuspunkt 

slipper gennem blændens 

lille åbning og fotograferes 

af detektoren 

A1. Laserstrålen reflektres 

fra et halgvennemskinneligt 

spejl 

A2. Laserstrålen fokuseres 

gennem objektivlinsen 

A3. Laserstrålen fokuserer 

skarpt i fokusplanet. Laserstrålen 

får visse molekyler i plantecellen 

til at fluorescere 

Dette volumen 

af plantecellen 

bliver afbildet 

Plantecelle 

mellem DTU og Risø samt danske universitetshospitaler 

og dansk industri. Centerets 

formål er at forske i og udvikle nye 

avancerede lasersystemer og optiske 

B2. Fluorescens signalet fra 

molekyler OVER fokusplanen 

stoppes af blændens lille 

åbning. Kun en lille del af 

lyset slipper igennem og 

fotograferes af detektoren 

C2. Fluorescens signalet fra mole 

kyler UNDER fokusplan stoppes af 

blændens lille åbning. Kun en lille 

del af lyset slipper igennem og fotograferes 

af detektoren 

Laser udsender stråle, der kan få visse 

molekyler i plantecellen til at fluorescere 

B1. På sin vej ned til 

fokuspunktet rammer 

laserstrålen A også punkter i 

planer OVER fokusplanet og 

får molekyler i disse planer til 

at fluorescere 

Plan over fokusplanet 

Fokusplanet 

Plan under fokusplanet 

C1. På sin vej ned til fokuspunktet 

rammer laserstrålen A også punkter 

i planer UNDER fokusplanet og får 

molekyler i disse planer til at fluorescere 

måleinstrumenter til både medicinsk 

diagnostik og industriel teknologi. 

Af IVER JAKOBSEN

To svage fotoner er bedre end én kraftig 

En kraftig laser er nødvendig 

for at stimulere de fluorescer- 

ende molekyler i plantecellen 

til at udsende fluorescerende 

lys 

Det kraftige laserlys stimulerer 

ikke kun de fluorescerende 

molekyler i fokusplanet, men 

også moelyler over og 

under fokus planet. 

Resultatet er et lidt diffust billede 

Mikroskopbillede af 

pollen taget med enkelt 

foton mikroskop 

Optisk kohærenstomografi 

Optisk kohærenstomografi går ud på at visualisere 

dybtliggende områder i levende væv, som ikke er synlige 

ved normal mikroskopi. Billeddannelse bygger på 

spredningsmønstret for enkeltfotoner (lyspartikler), der 

rammer strukturer i de dybtliggende områder. 

Opløsningen er stadig lidt for lav, men forskerne regner 

med at have en ide om potentialet i nær fremtid, og 

der er forhåbninger om at komme ned i nærheden af 

1 mikrometer 

A: Majsblad 

B - F: Arabidopsis celler 

Skalaen er i øverste række 50 mikrometer, i nederste 

række 25 mikrometer 

Enkelt-foton mikroskopi To-foton mikroskopi 

A 

B 

De fluoreserende molekyler bliver 

stimuleret af to lav-energetiske 

fotoner, som rammer samtidigt 

De lavenergetiske fotoner 

stimulerer kun de fluorescerende 

molekyler i fokusplanet. 

Resultatet er et perfekt skarpt 

billede 

Samme mikroskopbillede 

taget med to-foton 

mikroskop 

D E 

F 

C 


23

Proteomics 

Fremtidens sundere korn 

Proteomics er kortlægning 

af de proteiner, der til 

ethvert tidspunkt findes i 

cellen. De vigtigste redskaber 

i proteomics er teknikker 

til at adskille og identificere 

proteinerne. Ud fra proteinsekvenser 

kan forskerne 

bestemme, hvilke proteiner 

der er tale om, og hvis der 

er brug for det, kan man 

identificere og isolere de tilsvarende 

gener. Proteomics 

er et vigtigt værktøj til at 

identificere proteiner, som 

kan være mål for nye lægemidler, 

til at studere kemiske 

forbindelsers effekter på 

celler og til at analysere 

produktionsorganismer. 

Forskningen inden for proteomics 

hænger ofte sammen 

med metabolomics, 

som omhandler de forbindelser, 

der er mindre end 

proteiner. Både proteiner og 

metabolitter er vigtige 

aktører i cellernes stofskifte. 


Risøs plantebiologiske forskning skal skabe 

grundlag for nye former for produktion af 

planteprodukter til landbrugsmæssig, medicinsk 

eller energimæssig udnyttelse. De specifikke 

mål er udvikling af nye højværdiafgrøder, 

herunder planter, der kan producere for 

eksempel plast, sukkerstoffer, medicin og 

andre stoffer til specifikke formål. 

Sundere mad med bioteknologi 

Moderne bioteknologi vil sandsynligvis kunne 

gøre stor gavn ved at forbedre næringsværdien 

af planter til menneskeføde i forhold til kvaliteten 

af protein og mængden af vitaminer og 

mineraler. Et fremskridt som forbrugeren direkte 

kan få nytte af. 

Indtil i dag har det været svært for de fleste 

forbrugere at se en direkte nytteværdi af 

gensplejsede afgrøder. Førstegenerationen af 

gensplejsede planter er enten gjort resistente 

Sundere korn: Traditionelt har forædling været rettet mod 

højere udbytte og mindre mod højere ernæringskvalitet. 

Foto: BAM, Jan Djemer 

Grønne risterasser i Filippinerne 

Foto: Biofoto, Sune Holt 

mod for eksempel plantegiften RoundUp eller 

modstandsdygtige mod skadedyr ved hjælp af 

et toxin-gen og har kun været en direkte fordel 

for landmanden og miljøet. Det faktum, at 

forbrugeren ikke umiddelbart har kunnet se 

nogen fordel ved at spise genmodificerede 

afgrøder, har sandsynligvis gjort det nemmere 

for modstandere af gensplejsning at gøre forbrugere 

skeptiske over for bioteknologi. 

Traditionelt har planteforædling været rettet 

mod højere udbytte for at løse de omfattende 

sultproblemer i den tredje verden og 

den hastigt stigende befolkning. Forædlingen 

har også rettet sig mod større hårdførhed over 

for tørke, for meget regn, sygdomsangreb og 

saltholdig jord og mod at gøre høsten af afgrøden 

nemmere. 

Ernæringskvaliteten er der derimod ikke 

gjort så meget ud af indtil videre. En afgrødes 

ernæringskvalitet afhænger naturligvis af indholdet 

af for eksempel vitaminer og mineraler, 

men der findes samtidig faktorer i planten, 

som kan nedsætte tilgængeligheden af visse 

næringsstoffer. Stoffet fytin, der hovedsagelig

findes i kornets skaldele, er en sådan faktor. 

Dels gør fytin det meste af kornets 

fosfat utilgængeligt, og dels danner det 

salte med kalcium og vigtige mikronæringsstoffer 

som jern, zink, kobber og 

magnesium, som dermed bliver svært 

tilgængelige i det menneskelige fordøjelsessystem. 

Mangelsygdomme forekommer i 

alle verdensdele 

Mangel på mikronæringstoffer er et af 

de største problemer for menneskenes 

helbred i alle verdensdele. Det antages 

at mere end 2 milliarder mennesker lider 

af jern-mangel, mens mere end 500 millioner 

viser symptomer på A-vitaminunderskud. 

Hårdest ramt er de fattigste 

befolkningsgrupper, som samtidig er de 

mest udsatte. A-vitaminmangel er udtalt 

hos børn, og jernmangel forekommer 

især hos nyfødte, børn og kvinder i den 

fødedygtige alder. Jernmangel er, måske 

overraskende, mest et problem i Europa, 

især hos nyfødte og kvinder i den fødedygtige 

alder fra de øst- og centraleuropæiske 

lande. 

De tre kornarter ris, majs og hvede 

udgør den overvejende del af det daglige 

kalorieindtag hos 75 procent af verdens 

befolkning. Desværre er mineralindholdet 

i disse kornprodukter forholdsvist 

lavt. Således vil 100 gram mel kun 

dække ca.10 procent af det anbefalede 

indtag af for eksempel vitamin A og E 

samt jern. Samtidigt er indholdet af fytin 

i disse kornprodukter højt. Da disse tre 

afgrøder er det eneste daglige kostindtag 

hos mange millioner af mennesker, 

er en forbedring af ernæringsværdien en 

langt mere holdbar strategi til at løse 

ernæringsproblemet end uddeling af 

vitaminpiller og lignende. Ved at udnytte 

plantens biologi og moderne bioteknologiske 

metoder er det muligt at 

udvikle afgrøder, som bedre formår at 

dække menneskets behov for vitaminer 

og mineraler. 

Fosfor: Mineralet det er svært at nå 

Fosfor bundet i fytin kan ikke 

udnyttes af dyr eller mennesker 

Fytin 

Den gyldne ris 

Bioteknologien gør det muligt at forbedre 

indholdet af vitaminer og mineraler i 

vigtige fødevarer. "Den gyldne ris" er et 

eksempel på en afgrøde, som gennem 

gensplejsning har fået en bedre næringsværdi. 

Ved at kombinere flere gener er 

det lykkedes at udvikle en ris med et 

højere indhold af pro-vitamin A eller 

beta-karoten - det stof der gør gulerød- 

Fytinbundet fosfor i gylle spredes Det bundne fosfor frigives først 

på markerne, men kan ikke 

udnyttes af planterne 

i vandmiljøet 

Fytin 

Frit fosfor 

I korn er 80 procent af mineralet fosfor bundet i et organisk stof, der hedder fytin. Fytin binder fosfor så 

kraftigt, at det ikke kan frigives i fordøjelsessystemet, undtagen hos drøvtyggere. 

Ernæring 

Det giver et ernæringsmæssigt problem for både mennesker og dyr, fordi fytin foruden fosfor også binder 

jern, zink og andre vigtige mineraler. Fosformangel kan forebygges ved at sætte mere fosfat eller 

mikrobiel fytase (der nedbryder fytin) til foderet. Man kan også indsætte gener i kornet som fremstiller 

fytaser, der nedbryder fytin, eller ved at fremstille mutanter, der indeholder mindre fytin. Endelig kan 

man udvikle transgene grise, der selv fremstiller fytase. På positivsiden tæller måske, at nogle forskere 

mener, at fytin har en kræftforebyggende effekt. 

Miljø 

Fytin fører til miljøproblemer, fordi det meste fosfor passerer lige igennem fordøjelsessystemet hos svin og 

derfor havner i gyllen. Gyllen spredes på markerne, men planter kan heller ikke optage fytinbundet fosfor. 

Derfor ender fosforet i søer, vandløb og kystnære områder, hvor det nedbrydes mikrobielt og frigiver 

sit fosfor med algeopblomstring til følge. 

Ressourcer 

Inden for de næste 50-70 år vil der blive mangel på den type mineraler, man bruger til at fremstille fosfor. 

Man tvinges derfor til at bruge en ringere kvalitet råvarer, der indeholder cadmium og andre tungmetaller, 

som på den måde kommer ind i fødekæden 

der orange - i riskernen. Pro-vitamin A 

omsættes til A-vitamin i kroppen. Den 

store udfordring har ligget i af få riskernen 

til at producere pro-vitamin A, da 

skaldelene, som naturligt har et lavt indhold 

af pro-vitamin A, normalt poleres 

af. Indholdet af pro-vitamin A er således 

blevet forøget, så 100 gram gylden ris 

indeholder 0,2 mg, svarende til 2-3% af 

anbefalet dagligt indtag for A-vitamin. 


25

Dette er tilstrækkeligt til at afbøde de 

sværeste tilfælde af A-vitaminmangel, 

men der er stadig langt til behovet er 

dækket. Den gyldne ris har også et svagt 

forøget indhold af ferritin, et jernholdigt 

protein, som indeholder en stor del af 

kroppens jern reserver. Indholdet pr. 100 

g ris svarer til 15 procent af hvad man 

anbefaler at indtage dagligt, dog under 

forudsætning af, at dette jern kan optages 

i mennesket. Og det er igen afhængigt 

af fytinindholdet. 

Ris med mere jern 

For at jern effektivt skal kunne optages af 

mennesket, skal et forøget indhold af 

jern kombineres med et lavt indhold af 

fytin i kernen. Et lavt fytinindhold kan 

enten opnås ved traditionel mutationsforædling 

eller gennem bioteknologiske 

tiltag. For mere end fem år siden 

begyndte Risø et mutationsforædlingsprogram 

i byg, som har resulteret i mange 

muterede typer med forskellig grad af 

reduceret fytinindhold. I en type er et 

gen i den proces, som fører til dannelse 

af fytin, muteret. Disse planter viser sig i 

dyrkningsforsøg at være dyrkningsmæs- 


Gyldne ris - godt eller skidt? 

For ca. ti år siden gik offentligt ansatte forskere i 

Schweiz i gang med et udviklingsarbejde, der skulle 

føre frem til en risplante, som indeholdt mere A-vitamin 

og mere tilgængeligt jern, end ris normalt gør. 

Hovedmanden bag, professor Ingo Potrykus, ville gensplejse 

en ris, som kunne hæve ernæringsniveauet for 

millioner af fattige mennesker i tredjeverdenslande. 

I dag har man splejset en række gener ind i ris, der 

har øget risens indhold af beta-karoten, som i kroppen 

omdannes til A-vitamin. Det er beta-karoten, 

som farver gulerødder orange, og derfor er den 

gyldne ris også gylden. På Det Internationale Risforskningsinstitut 

(IRRI) i Filippinerne arbejder et forskerhold 

på at overføre det gyldne gen til lokale rissorter, 

og om ca. fem år forventes planterne at være 

på markerne. IRRI samarbejder med selskabet Syngenta, 

der administrerer patentrettighederne, og så 

længe den gyldne ris bruges til at forbedre rissorter i 

u-landene, må forskerne helt gratis benytte de ca. 

Foto: Robb Kendrick 

sigt på højde med kendte sorter. Risø er 

nu i gang med at anvende samme princip 

til at finde lav-fytin-ris i samarbejde 

med IRRI (Det Internationale Risforskningsinstitut 

i Philipinerne). Mutationsforædling 

er i øvrigt foreneligt med det 

økologiske princip, da det ikke omfatter 

genteknologi. 

Fytase er plantens enzym til at nedbryde 

fytin, men enzymet skal være tilstede 

det rigtige sted og i tilstrækkelige 

mængder. Risø har oprenset, klonet og 

søgt patent på plantefytaser, med henblik 

på at lave transgene kornarter med 

forbedret indhold af plantefytase i melet. 

Jernindholdet i frøet kan muligvis hæves 

yderligere ved indsplejsning af jerntransport-gener. 

Dog skal man her være 

opmærksom på, at et for højt niveau af 

jerntransportaktivitet kan medføre et 

uønsket optag af tungmetaller i planter, 

da jerntransporter også kan have en vis 

tiltrækning på cadmium. 

Når der har været en vis reservation 

mod gensplejsning, skyldes det ikke kun, 

Ris udgør den vigtigste ernæringskilde for milliarder af 

mennesker. Foto: Robb Kendrick 

70 internationale patenter, der indgår i risen. Hos tilhængerne 

er der således ingen tvivl - genteknologien 

kan på længere sigt give verdens fattige mere stabile 

og nærende afgrøder, der kan modstå tørke og sygdomme, 

og dermed kan store hungerkatastrofer 

måske undgås i fremtiden. 

Men modstanderne godtager ikke argumenterne. Ifølge 

kritikerne vil afgrøder som den gyldne ris blot gøre 

u-landene endnu mere afhængige af den vestlige, 

rige verden. Både udvikling og patentering af genmodificerede 

planter ligger nemlig i hænderne på meget 

få, men store private firmaer, der primært har interesse 

i at producere afgrøder af kommerciel værdi. Lokale 

planteprodukter som yams, kassava og sorghum, 

der udgør fødegrundlaget for mange fattige, er derfor 

ikke interessante. For kritikerne handler det derfor primært 

om, at offentlige midler skal sikre befolkningen i 

u-landene mod at blive bio-trælle hos multinationale 

giganter. 

at førstegenerationssorterne ikke sigtede 

direkte på forbrugeren men også, at 

man har været afhængig af at indsplejse 

antibiotika resistensgener for at kunne 

finde de individer, der var blevet gensplejset. 

Det har naturligvis skabt frygt 

og bekymring i befolkningerne, om hvor 

antibiotikagenerne havner i fødekæden 

og økosystemet. Forskerne har nu udviklet 

et nyt system, som tillader gensplejsning 

af planter uden brug af antibiotikaresistensgener. 

Af SØREN K. RASMUSSEN

Plantens små kraftværker 

Gennem respirationen producerer 

planterne CO2 , hvilket har afgørende 

betydning for verdens kulstofbalance. 

Samtidig er respirationen også en af de 

processer, der har direkte betydning for 

planternes energiproduktion og dermed 

væksten. 

Planterns respiration foregår i den 

celledel, som kaldes mitokondrien. Mitokondrier 

er plantecellernes små kraftværker, 

som forsyner plantecellen med energi 

i form af ATP (adenosintriphosphat) 

og byggesten til syntese af cellens 

bestanddele. For at forstå respirationen 

må vi have en grundig forståelse af mitokondrien 

og dens proteiner. Den viden 

kan igen føre til, at planternes energiproduktion 

kan gøres mere effektiv under 

givne forhold som for eksempel øget 

CO2-koncentration i atmosfæren, og 

dermed vil vi kunne øge planternes 

vækst. 

Hele genomet i genteknologiens 

modelplante, Arabidopsis er nu kendt, 

og det er derfor snart teoretisk muligt at 

sige, hvilke proteiner, genomet koder for. 

Lys bliver til cellebenzin og sukker 

Kloroplast 

Kuldioxid, CO 2 , 

hentes fra atmosfæren 

Sukker transporteres 

rundt i planten 

NADP + 

ADP 

+ 

P 

ATP 

NADPH 

Vand, H 2O, 

hentes fra jorden 

Fotosyntese 

En analyse af genomet vil også gøre det 

muligt at forudsige, hvilke proteiner, der 

hører hjemme i mitokondriens proteom. 

Mitokondriens proteom udgøres af alle 

de proteiner, som findes i mitokondrien - 

formodentligt er der op mod 1000 for- 

Thylakoider 

Ilt, O 2, 

frigives til atmosfæren 

Planter udfører fotosyntese, men de ånder også 

CO 2 + H 2 O + LYSENERGI 

Respiration (ånding) 

Kulhydrater, proteiner, fedtstoffer+O 2 

Lysenergi 

Fotosyntesen foregår i kloroplasterne 

Kulhydrater, proteiner, fedtstoffer + O 2 

Respirationen foregår i mitokondrierne 

CO 2 + H 2 O + byggesten + KEMISK ENERGI (ATP) 

skellige. Men selvom man kender alle 

mitokondriens proteiner, så giver det 

stadig ikke et fuldt billede af mitokondriens 

struktur og funktion. Årsagen er, at 

mange proteiner bliver modificeret efter 

deres import ind i mitokondrien, og dis- 

Planterne udnytter gennem fotosyntesen solens lys til fremstilling af ATP, der 

er cellernes "benzin", som driver alle de kemiske reaktioner i plantecellen. ATP 

er en forkortelse for Adenosin Tri Phosphate. ATP er opbygget af et adenosin 

molekyle, hvortil der er bundet tre fosfatgrupper (P). Når en fosfatgruppe spaltes 

fra, frigøres der energi, og ATP bliver til ADP (Adenosin Di Phosphate). 

I lysreaktionen fanger kloroplasterne sollyset, som bruges til at "oplade" ADP 

molekylerne til energirige ATP molekyler. Samtidig overføres elektroner og brint 

fra vand til molekylet NADP +, som så bliver til molekylet NADPH. Tilbage af 

vandmolekylet bliver ren ilt, som frigives til atmosfæren. Processen foregår i 

thylakoiderne, som er møntformede skiver i kloroplasterne. 

CO2 fikseringen bruger ATP som brændstof til fabrikationen af sukker eller stivelse. 

Det laves ud fra kuldioxid, hvortil NADPH molekylerne leverer de nødvendige 

H-atomer. Processen foregår i kloroplasternes cytoplasma, som kaldes 

stroma. Sollysets energi udnyttes således til at lave ilt og sukker. Ilten frigives 

til atmosfæren, mens sukkeret transportres rundt i planten som energi- og 

kulstofkilde. 


27

Portræt af et plantecellekraftværk 

Planternes respiration foregår i cellernes mitokondrier. 

De er plantecellernes små kraftværker, som 

gennem respiration forsyner planteceller med 

energi. For at forstå respirationen må vi have en 

grundig forståelse af mitokondrien og dens proteiner. 

Den viden kan igen føre til at planternes 

energiproduktion kan gøres mere effektiv under 

givne forhold, som for eksempel øget CO2-kon centration i atmosfæren , og dermed øge planternes 

vækst. Her ses et elektronmikroskopbillede af 

en mitokondrie isoleret fra kartoffelknolde 

Foto: S.C. Agius 

ATP molekyle 

Radioaktivt mærket 

fosfatgruppe 


fosfatgruppe 


Inaktiveret 

enzym 

Fotosyntese 

og respiration 

Kinase 

Fosforylering 


fosfatgruppe 

Defosforylering 

Fosfatase 

Ydermembranen 

har ingen kendt 

funktion 

Matrix som indeholder 

mange af mitokondriens 

enzymer og hvor mange 

byggesten til cellens 

stofskifte fremstilles 

ADP molekyle 

Aktiveret 

fosfoenzym 

Indermembranen 

hvor ATP-syntesen 

sker 

100 nanometer 

Proteinfosforylering og defosforylering 

regulerer et enzyms egenskaber 

Eksempel på hvordan proteinfosforylering regulerer et proteins 

egenskaber. ATP er cellens energibærer og dannes ved fotosyntese 

ud fra solenergi eller ved respiration ud fra sukker. Energien 

i ATP bruges derefter af cellen til de forskellige celleprocesser. 

Ved hjælp af et bestemt enzym - kinase, som katalyserer overførsel 

af en fosfatgruppe fra ATP til et protein, bliver målproteinet, 

som er et andet enzym, fosforyleret. I dette tilfælde medfører 

det, at enzymet aktiveres. Et tredje enzym, en fosfatase, 

kan derefter defosforylere enzymet, som dermed atter inaktiveres. 

Denne forforylering/defosforylering kan ske mange gange. 

Processen kan følges ved at indsætte radioaktivt fosfor i fosfatgruppen

Gelelektroforese sorterer proteiner 

Første trin: Sortering af proteinkomplekser 

Store proteinkomplekser 

Små proteinkomplekser 

I andet trin lægger man elektrisk spænding 

vinkelret på den første retning og adskiller 

proteinkomplekserne i deres enkeltproteiner, som 

sorteres efter størrelse. Igen vil de små proteiner 

vandre længst nedad i det elektriske felt 

Store 

proteiner 

Små 

proteiner 

I første trin adskilles de store 

proteinkomplekser fra mindre ved at lade 

en elektrisk spænding sortere dem efter 

størrelse. De små vandrer længst mod højre 

i det elektriske felt 

Andet trin: Sortering af proteiner Tredje trin: Identifikation af enkelte proteiner 

I tredje trin kan man affotografere pladen fra 

andet trin med en speciel film, der er følsom over 

for radioaktiv stråling og dermed finde frem til 

lige præcis de proteiner, som har radioaktivt 

fosfat bundet 

Geleketroforese bruges i biokemien og molekylærbiologien til at adskille og sortere proteiner og DNA efter 

størrelse. Gelen er en plade lavet af enten agar eller polyakrylamid. I den ene ende af gelen støbes en lille 

lomme hvor proteinprøverne kan placeres. Når gelen anbringes i et elektrisk felt vandrer de enkelte proteiner 

et kortere eller længere stykke vej, afhængig af deres størrelse, de små vandrer længst. De separerede 

proteiner kan gøres synlige ved hjælp af farvestoffer eller radioaktiv mærkning. Bagefter kan man udtrække 

proteinerne og undersøge dem nærmere 

se modifikationer kan ikke forudsiges ud 

fra genomet. For øjeblikket er Risøs forskere 

ved at undersøge en bestemt gruppe 

mitokondrieproteiner – såkaldte fosfoproteiner. 

Fosfoproteinerne får, efter de 

er importeret til mitokondrien, koblet en 

fosfatgruppe på i en såkaldt fosforylering. 

Fosforylering har ofte en stor effekt 

på proteiners egenskaber, det kan for 

eksempel aktivere eller inaktivere enzymer. 

Enzymer er proteiner, der katalyserer 

celleprocesser. Identifikationen af et 

nyt fosfoprotein i mitokondrien er altså 

et vigtigt skridt på vejen til at finde en 

reguleringsmekanisme for respirationen. 

Metoder til at identificere 

proteiner 

Der skal mange timers laboratoriearbejde 

til for at finde og isolere proteinerne. Ved 

hjælp af gelelektroforese i to dimensioner 

er det muligt at adskille de enkelte fosfoproteiner, 

når de er blevet mærket med 

radioaktivt fosfor. Efter gelelektroforesen 

bliver proteinerne ekstraheret fra selve 

gelen til videre undersøgelse. Proteiner 

består af aminosyrer, typisk 100 –1000, i 

en bestemt rækkefølge og næste skridt i 

søgen efter proteinets identitet er, at finde 

ud af hvilke aminosyrer, det består af 

og i hvilken rækkefølge. Dette gøres med 

massespektrometri. 

Næste skridt er functional genomics 

Når man har identificeret et protein, det 

vil sige fundet ud af hvilke aminosyrer 

det består af, er det relativt let at finde 

den DNA-sekvens, der har kodet for det, 

når man, som det er tilfældet for Arabidopsis, 

har kortlagt hele genomet. Den 

store udfordring ligger i at finde proteinets 

og dermed genets funktion. Dette 

Proteiner kan identificeres 

med massespektrometri 

1 

2 

3 

4 

Peptid A 

5 

Peptid B 

Peptid C 

Proteinet der er 

fundet i gelelek- 

troforesen ekstra- 

heres fra gelen med 

et fordøjelsesen- 

zym, trypsin, som 

spalter det i små 

bidder på 20-30 

aminosyrer 

såkaldte peptider 

Blandingen af 

peptider sprøjtes 

ind i et massespektrometer, 

som sor- 

terer peptiderne 

efter størrelse og 

bestemmer massen 

af hver enkelt 

meget nøjagtigt 

Peptid D 

Hver top i udlæsningen fra massespektrometret 

svarer til et peptid 

Peptid E 

Hver af peptiderne 

kan splittes 

yderligere op ved 

sammenstød med 

en gas (såkaldt 

MS-MS). Disse nye 

og kortere pep- 

tider bliver igen 

sorteret efter stør- 

relse og massen 

bestemt nøjagtigt. 

Resultatet er et MS-MS spektrum af peptid B. 

Afstanden mellem visse af toppene svarer nu 

til en aminosyre, og hver aminosyre giver sin 

bestemte afstand. Aminosyre-sekvensen i 

peptidet kan således bestemmes 

kræver oftest en hel del forsøg og en del 

held. Functional genomics er et af Risøs 

satsningsområder inden for bioproduktion, 

og kan forhåbentlig føre til at man 

finder de gener, som er vigtige for planternes 

respiration. 

Af IAN MAX MØLLER og NATALIA V. BYKOVA 


29


Kontrol af blomstring 

i vigtige kulturplanter 

Transcriptomics er hele 

mængden af messenger- 

RNA, det vil sige afskrifter 

fra genernes DNAmolekyler, 

der er til stede 

i en celle på et givet tidspunkt. 

Ved at se på disse 

afskrifter kan forskerne 

afgøre hvilke gener, der 

er tændt eller slukket i 

en bestemt celle- eller 

vævstype, og hvordan 

udefra kommende påvirkninger 

som lys, temperatur 

og stress påvirker 

aktiviteten i generne. 

Danmark er en af verdens største eksportører 

af græsfrø. Her ses almindelig 

rajgræs (Lolium perenne), som DLF-Risø 

Bioteknologi Konsortiet arbejder med. 

Foto: Dr. J. R. Manhart, Texas A&M 

University, College Station, TX 


Planter blomstrer primært for at formere 

sig, og tidspunktet er ikke altid hensigtsmæssigt 

for landbruget. Hvis mennesket kunne 

styre blomstringen, ville det være muligt at 

tilpasse kulturplanterne til det specifikke klima, 

hvor de skal gro og få størst muligt udbytte. 

Et andet aspekt er muligheden for at forhindre, 

at planternes gener spredes i naturen. 

Sammen med DLF-Trifolium har Risø dannet 

DLF-Risø Bioteknologi Konsortiet, som er 

et unikt samarbejde mellem offentlig og privat 

forskning. Konsortiet har opnået en fremtrædende 

placering i europæisk forskning 

inden for klarlægning af de basale genetiske 

mekanismer, som styrer planters evne til at 

blomstre. Dette har blandt andet udmøntet 

sig i koordineringen af et EU forskningsprojekt 

"CONFLOW", der har som målsætning at 

udvikle teknologier til kontrol af blomstring i 

en lang række vigtige kulturplanter. Ønsket 

om at kunne styre planters blomstring går 

lige fra fuldstændig forhindring af blomstring 

(biologisk indeslutning) over forsinket blomstring, 

til moderat og dramatisk fremskyndet 

blomstring. 

Biologisk indeslutning 

Forskellige former for biologisk indeslutning 

har til formål at forhindre, at transgene planter 

spreder sig i naturen. I afgrøder, som kun 

dyrkes for deres blade eller rødder, kan biologisk 

indeslutning gennemføres ved at forhindre 

blomstring. 

DLF-Risø Bioteknologi Konsortiet arbejder 

på at udvikle en helt ny græstype, som ikke 

danner stængel og blomst. Fordelene er dels 

produktmæssige, dels miljømæssige. Græsplanten 

behøver ikke at bruge kræfter på at 

producere de næringsfattige og ufordøjelige 

stængler, og dermed udvikles en mere produktiv 

fodergræs med højere næringsværdi. 

Det vil gøre græsser til et mere konkurrencedygtigt 

foder og medføre en formindsket miljøbelastning 

sammenlignet med alternative 

foderafgrøder som for eksempel korn og soja, 

der er mere krævende med hensyn til brug af 

hjælpestoffer som kunstgødning og pesticider. 

Den anden fordel er som nævnt, at den 

transgene plante uden blomster har begrænset 

mulighed for at sprede sig i naturen. En af 

de store udfordringer i projektet bliver at kunne 

regulere blomstringsprocessen i så høj 

grad, at man også kan “tænde” for blomstringen 

igen, så det stadigvæk er muligt at 

producere frø til opformering. 

Et andet eksempel, hvor hindring af blomstring 

vil være gavnligt, er skovtræer. Her er 

det ikke nødvendigt at kunne tænde for 

blomstringen igen, da træer uden problemer 

kan formeres vegetativt , det vil sige klones 

for eksempel ved hjælp af stiklinger, i tilstrækkeligt 

antal. Det giver mulighed for at udvikle 

bedre træer ved hjælp af genteknologi uden 

risiko for spredning af transgener til naturen. 

Ikke-blomstrende træer vil have den yderligere 

fordel, at produktionen af biomasse kan 

øges markant, da træerne ikke skal bruge

energi på produktion af de ofte meget 

store mængder af blomster og frø, og 

trækvaliteten kan forbedres med hensyn 

til industriel udnyttelse. 

Forsinket blomstring 

En række kulturplanter blomstrer tidligt i 

vækstsæsonen, når de udsættes for perioder 

med lave temperaturer, for eksempel 

i det tidlige forår. Teknikker, der kan 

forsinke blomstringen, kan være en 

metode til at tilpasse visse kulturplanter 

til et koldt klima og har derfor stor interesse 

i landbruget. DLF-Risø Bioteknologi 

Konsortiet arbejder blandt andet på at 

identificere gener, der kontrollerer den 

kuldeinducerede tidlige blomstring. 

For tidlig eller uønsket blomstring 

som respons på lave temperaturer i 

foråret kan være et problem i for eksempel 

roer og spinat. Når de blomstrer for 

tidligt forringer det både kvalitet og 

udbytte med ofte betydelige økonomiske 

tab til følge. Også i andre afgrøder, 

hvor de vegetative plantedele er produktet, 

vil en generel sen blomstring 

være en fordel. På den måde ville planten 

koncentrere sig om at vokse og 

udvikle vegetativ biomasse og bruge 

mindre energi på at lave stængler, 

blomster og frø før høsttidspunktet. 

Fremskyndet blomstring 

Grundet klimatiske forhold kan det i 

andre afgrøder være en fordel at fremskynde 

blomstringen. I for eksempel 

nordlige områder som Canada, hvor 

vækstperioden er kort, ønskes en tidlig 

blomstring og frømodning i mange 

kommercielt betydningsfulde afgrødeplanter, 

hvor frøet er produktet. En tidligere 

blomstring vil her betyde et højere 

og mere stabilt udbytte. Den fremskyndede 

blomstring vil desuden muliggøre 

kommerciel dyrkning af en række afgrøder, 

som raps og majs, i geografiske 

områder, hvor det i øjeblikke ikke er 

økonomisk rentabelt eller biologisk 

muligt at dyrke dem. 

I tropiske områder vil tidlig blomstring 

gøre det muligt at dyrke en ekstra 

afgrøde om året. Ris er den vigtigste 

ernæringskilde for millioner af mennesker 

i troperne, og betydningen af en 

ekstra årlig høst vil have en afgørende 

indflydelse på fødevaresituationen i den 

tredje verden. Men også i forædlingsøjemed 

kan det være nyttigt at kunne 

Et af målene i det europæiske CONFLOW-projekt er 

at udvikle teknologien til at fremskynde blomstringen 

i blandt andet citrustræer. Det vil forbedre 

muligheden for forædling i træer med en lang 

generationstid. Foto: Biofoto 

fremskynde blomstring. I en del frugttræer 

som vin og citrus er mulighederne 

for at udføre planteforædling meget 

begrænsede, fordi der går så lang tid fra 

træet bliver plantet, til træet blomstrer 

første gang. I dag foregår formering af 

for eksempel citrustræer ved simpel kloning 

af "gode" grene. Derfor er der kun 

opnået små forbedringer af citruskvaliteten, 

og populationerne af citrustræer er 

karakteriseret af en udpræget lille genetisk 

variation. Bioteknologiske metoder, 

der drastisk fremskynder blomstring i 

træer, er under udvikling og vil gøre det 

muligt at gennemføre egentlige planteforædlingsprogrammer. 

I asp og citrustræer 

har gensplejsning med et blomstringsgen 

fra modelplanten Arabidopsis 

thaliana således formået at fremskynde 

den første blomstring fra adskillige år til 

mindre end et år efter frøspiring. Teknikken 

er dog endnu på forsøgsstadiet, og 

et af målene i CONFLOW-projektet er at 

færdigudvikle denne teknologi, som vil 

kunne danne basis for betragtelige 

gevinster med hensyn til både kvalitet 

og udbytte i en række træarter. 

Af CLAUS H. ANDERSEN og KLAUS K. NIELSEN 


31

Gener til græs uden blomster 

DLF-Risø Bioteknologi Konsortiet er 

dannet i samarbejde mellem Risø 

og Danmarks største producent af græsfrø, 

DLF-Trifolium. De 16 forskere og teknikere 

i bioteknologikonsortiet arbejder 

målrettet på at afsløre de genetiske 

koder i almindelig rajgræs, der styrer 

blomstringen. 

Formålet med projektet er at udvikle 

en helt ny græstype, som ikke danner 

stængel og blomst. Derved opnås en 

fodergræs med højere næringsværdi, 

som ikke spreder sig i naturen via pollen 

eller frø. Forskerne har indtil videre identificeret 

over 20 forskellige gener og varianter 

heraf, som på den ene eller anden 

måde påvirker blomstringsprocessen i 

rajgræs. Konsortiet er nu i fuld gang 

På jagt efter gener der styrer blomstring 

Kronblade 

Støvdragere 

Frugtblade 

Bægerblade 


med det næste skridt nemlig at bestemme 

genernes præcise funktion. 

Blomstringsgener tændes og 

slukkes 

Forskerne benytter forskellige metoder til 

at identificere generne. De blomstringsgener, 

som allerede er kendt fra andre 

arter, er relativt nemme at finde. Disse 

gener kan identificeres ved, at man leder 

efter den tilsvarende DNA-sekvens i 

græsplanten. 

Andre lovende gener er identificeret 

fra plantens vækstpunkt, kaldet meristem. 

Fra meristemet, deler cellerne sig 

hele tiden, og differentieres efterhånden 

til forskellige vævstyper som blade, stængel 

og i sidste ende blomster. Før græs- 

En lang række af gener med betydning for blomstring er blevet identificeret og isoleret gennem mutationsstudier 

i modelplanten Arabidopsis thaliana. Forskere har vha. forskellige teknikker fremkaldt mutationer i en lang række 

tilfældige gener og efterfølgende undersøgt effekten på planternes blomstringstidspunkt og blomsterudvikling. 

Her ses de fem signalveje som igangsætter blomstringen, og det er i disse veje man søger efter et overblik over 

de involverede gener og deres effekter på blomstringen. 

1 LYS 

Lys påvirker blomstring både i form af lyskvalitet 

(spektrum og intensitet) og ved dagslængde. Nogle 

planter er kort-dags planter som blomstrer under 

kort-dag, andre er lang-dags planter, som blomstrer 

ved lang-dag, svarende til sommer. Rajgræs 

og Arabidopsis hører begge til den sidste kategori 

2 TEMPERATUR 

Temperatur påvirker blomstring forskelligt. Nogle 

(flerårige) planter behøver en kuldepåvirkning (vernalisering) 

efterfulgt af varme for at blomstre. 

Andre vil først blomstre, når temperaturen er høj 

nok 

3 GIBBERELINER 

Gibbereliner er væksthormoner, der styrer stænglens 

vækst. Når stænglen er udvokset, sætter gibberelinerne 

gang i blomstringen 

set blomstrer, vil de gener, som fremmer 

blomstringen, være inaktive i meristemets 

celler. Når græsset overgår til blomstring, 

vil blomstringsgenerne derimod 

blive aktiveret. Andre blomstringsrelaterede 

gener, som virker ved at undertrykke 

blomstringen, inaktiveres når græsset 

overgår til blomstring. Dette specielle 

mønster kan bruges til at identificere de 

blomstringsrelaterede gener, da gener, 

der enten tændes eller slukkes i forbindelse 

med blomstring, med stor sandsynlighed 

også er involveret i blomstringsprocessen. 

Gener identificeres i Arabidopsis 

En lang række gener med betydning for 

blomstring er blevet identificeret og iso- 

4 NÆRINGSSTOFFER 

Næringsstoffer. Mængden og sammensætningen af 

næringsstofferne har stor betydning for, hvornår 

blomstringen går i gang. I en mangelsituation vil 

planten oftest blomstre hurtigere for at danne frø 

og på den måde formere sig, hvis den selv dør 

5 DEN AUTONOME 

Den autonome, dvs. den udviklingsmæssigt styrede 

signalveje. Planten blomstrer, når den har nået et 

tilstrækkeligt udviklingsstadie eller alder, fx blomstrer 

majs, når den har dannet et bestemt antal 

blade, eller skovtræet blomster, når ungdomsfasen 

er gennemløbet, ofte først efter adskillige år

Profil af aktive blomstringsgener 

De aktive gener i græsplantens meristem 

på et givet tidspunkt i plantens udvikling 

mærkes radioaktivt. Generne separeres via 

vandring igennem en gel i et elektrisk felt, 

såkaldt gelelektroforese. De mærkede 

gener kan derefter visualiseres på en 

strålingsfølsom film som mørke bånd. Således 

er det muligt at identificere de gener, 

der er aktive under græsplantens overgang 

til blomstring. 

Figuren viser en profil af aktive gener i 

rajgræs-meristemer under overgang fra 

vegetativ vækst til blomstring. Prøverne er 

udtaget fra henholdsvis kontrolplanter, kuldedyrkede 

planter (vernalisering) svarende 

til vinterklima og varmedyrkede planter 

(sekundær induktion), svarende til sommerklima. 

De mørke "bånd" repræsenterer 

aktive gener, og pilene markerer gener, der 

aktiveres under overgang til blomstring. 

leret gennem mutationsstudier i modelplanten 

Arabidopsis thaliana. Forskere har 

ved hjælp af forskellige teknikker fremkaldt 

mutationer i en lang række tilfældige 

gener og efterfølgende undersøgt 

effekten på planternes blomstringstidspunkt 

og blomsterudvikling. 

Det sidste og afgørende skridt i jagten 

på blomstringsgenerne er at bestemme 

og teste deres præcise funktion. Her er 

det igen den populære modelplante Arabidobsis, 

der kommer i anvendelse. Ved at 

gensplejse Arabidopsis eller en græsplante 

med det pågældende gen, er det 

muligt at se effekten i den levende plante. 

Af CLAUS H. ANDERSEN og KLAUS K. NIELSEN 

Kontrol 

6 ugers vernalisering 

12 ugers vernalisering 

3 dages sekundær induktion 

Gensplejset versus ikke gensplejset Arabidopsis 

Gensplejset Arabidopsis thaliana med hæmmet 

blomstring. Planten t.h. er blevet gensplejset 

med et blomstringsrelateret gen fra 

rajgræs. Der er her tale om et af de gener, 

som hæmmer blomstringen, og genet har da 

også forårsaget en markant hæmning af 

blomstring sammenlignet med kontrolplanten 

t.v. Planterne har samme alder og er begge 

blevet induceret til at blomstre. Fra Jensen, 

C.S.: Isolation and Characterisation of Flowering 

Genes in Grasses, ph.d. thesis 2001 

1 uges sekundær induktion 

2 ugers sekundær induktion 




33

Genomics 

Sunde landbrugsplanter 

for fremtiden 

Functional genomics 

beskæftiger sig med 

højeffektivitetsanalyser af 

funktionen af hundreder 

eller tusinder af gener på 

én gang. Functional genomics 

omfatter derfor 

adskillige af de øvrige 

omics. 

Structural genomics har 

som mål at bestemme 

strukturen af alle de proteiner, 

et bestemt genom 

koder for. Proteinernes 

strukturer kan give vigtige 

fingerpeg om deres 

funktion, og ved at kende 

dem kan man få mulighed 

for eksempelvis at 

designe lægemidler mere 

rationelt. 

Våbnene i kampen mellem svamp og plantecelle 

Moderne strategier til fremstilling af nye resistenser baserer sig på et bredt kendskab til alle tre 

trin i resistensprocessen: Genkendelse,signalveje og forsvarsmekanismer 

Genkendelsesprotein 


Svampen udskiller et 

genkendelsesprotein 

GENKENDELSE Receptorprotein Cellevægsforstærkning 

Resistensgen laver 

receptorprotein 

Et af Risøs mål inden for bioproduktion er 

at bidrage til forbedring af afgrødeplanters 

agronomiske egenskaber. Der er her tale 

om de egenskaber, der vedrører dyrkningen 

af planter i modsætning til egenskaber, der 

vedrører kvaliteten af produkterne. En meget 

væsentlig agronomisk egenskab, som Risøs 

forskning vil fokusere på, er planternes evne 

til at modstå sygdomsangreb. 

Meldug - en genstridig sygdom 

Risø har en lang tradition for at arbejde med 

svampesygdomme, primært meldug på byg. 

Forskningen i meldug som modelsystem har 

sigtet mod en forståelse af planternes naturlige 

sygdomsresistens for at kunne udnytte det i 

praktisk jordbrug. På trods af, at for eksempel 

Risø har bidraget væsentligt til forebyggelse af 

meldug, har den stadig en stor økonomisk 

betydning i dansk jordbrug og i store dele af 

verden. Meldugsvampen har en fantastisk evne 

til at udvikle nye genotyper, der let "nedbryder" 

mange af de resistens-gener (R-gener), 

som forædlerne krydser ind i deres sorter, 

blandt andet i samarbejde med Risø. De nye 

svampe-genotyper bliver hurtigt opformeret og 

spredt, fordi svampen har en meget kort gene- 

Patogen svamp angriber 

Svampedræbende 

stoffer 

FORSVARSMEKANISMER 

SIGNALVEJE Forsvarsgener laver 

cellevægsforstærkning 

og svampedræbende stoffer 

Plantecellen forsvarer sig 

rationstid på kun ca. en uge, en stor sporeproduktion 

og kan vindspredes over lange afstande. 

En plante, som har en virksom resistens, 

genkender enkeltproteiner i svampen, hvorved 

signalveje i planten aktiverer et batteri af forsvarsmekanismer, 

der gør det af med svampen. 

De nye svampe-genotyper har muteret 

generne for disse enkeltproteiner. Dermed er 

resistens-genet "nedbrudt", og forsvaret bliver 

ikke aktiveret. 

Udvælgelse af resistente celler 

Moderne strategier til fremstilling af nye resistenser 

baserer sig på et bredt kendskab til alle 

tre trin i resistensprocessen: genkendelse, signalveje 

og forsvarsmekanismer. 

For eksempel kan en designet genkendelse 

af andre proteiner i svampen, som er nødvendige 

for angrebet, være en metode til at fremstille 

en mere stabil resistens. Hvorvidt dette vil 

lykkes er i høj grad afhængigt af et samlet overblik 

over processerne i svampen og planten, 

og derfor vil der i fremtiden blive arbejdet på 

det såkaldte "genom" niveau. Genomet er den 

samlede arvemasse, og bestræbelserne går 

mod at kende funktionen af alle relevante 

gener, der er involveret i sygdoms- og resistensprocesserne. 

Arbejdet indebærer at kortlægge 

de relevante gener i genomerne, studere 

hvordan generne udtrykkes, vurdere betydningen 

af det enkelte gen og i fremtiden studere, 

hvordan generne arbejder sammen. 

I studier af resistens mod meldugsvampen 

er det vigtigt at tage højde for, at svampen 

angriber enkeltceller i bladet, og disse bladcellers 

reaktion er afgørende for, om svampen 

kan angribe eller ej. Risøs forskning i resistensbiologi 

fokuserer nu på en samlet registrering 

af alle de gener, der er udtrykt på et givet tidspunkt 

(gen-ekspressions-profilen) i enkeltceller i 

bygbladet, når det reagerer på angreb fra meldugsvampen. 

Analysen gennemføres ved at 

udtage celleindholdet fra enkeltceller under 

svampeangrebet og derefter fremstille kloner 

for hvert gen som er udtrykt. Gensekvensen 

for flere tusinde af disse kloner bliver derefter 

samlet i et bibliotek. Sammenligning af disse

sekvenser med internationale databaser 

vil afsløre, hvilke typer af gener, der er 

udtrykt i cellen. Spotning af DNA fra de 

enkelte kloner på micro-arrays kan også 

anvendes til at analysere i hvilket omfang 

de enkelte gener er udtrykt. En microarray 

er en lille glaschip, hvor man placerer 

de kendte gensekvenser man leder 

efter. Ved at placere en prøve fra det væv 

man undersøger, kan man se hvilke 

gener, der er udtrykt. 

Resistens i modelplanten 

Arabidopsis 

I arbejdet med byg og meldug isoleres 

generne først,og deres betydning afdækkes 

senere. En anden strategi for studier 

af resistens er at bruge modelplanten, 

Arabidopsis, og her er processen 

omvendt. Her leder man efter mutantplanter, 

som har mistet resistensen. I og 

med at mutantplanten har resistens, er 

det klart, at der findes et gen med central 

betydning for resistens, som er ødelagt. 

Spørgsmålet er blot – hvilket? 

Metoden for at finde genet kaldes kortbaseret 

kloning, som er en kombineret 

genetisk og molekylærbiologisk strategi, 

hvor genom-intervallet, som genet ligger 

i, gradvist indsnævres. Der arbejdes i øjeblikket 

med PEN1-genet, som i den 

muterede form gør, at planten meget 

lettere penetreres af meldugsvampen. 

Dette arbejde nyder stor fordel af at hele 

Arabidopsis-genomet, som det første 

plantegenom, er sekvenseret. Derfor kan 

det nu fastslås, at PEN1 ligger i et interval 

på 50.000 baser (DNAets byggesten), 

som indeholder 15 gener. Når PEN1genet 

er identificeret, er det næste skridt 

at manipulere det med henblik på at forbedre 

Arabidopsis’ resistens. Men det 

store spørgsmål er, om resultatet kan 

anvendes i landbrugsplanter. 

Pejlemærker i planteforædlingen 

Arbejdet med sygdomsresistens er 

tæt knyttet til forædling af nye sorter. I 

Et bygblad inficeret med meldug. Melduggen ses 

som hvide plamager på bladet 

Foto: Hans Thordal-Christensen 

dette arbejde, som foregår hos private 

forædlervirksomheder, søges der efter 

nye og bedre kombinationer af forældrenes 

gener. Hidtil har udvælgelsen af disse 

genkombinationer været baseret på 

hvordan planterne opfører sig i marken 

og i laboratoriet. Mere eller mindre komplicerede 

analyser bliver foretaget for en 

række forskellige egenskaber. En sådan 

udvælgelse er meget tidskrævende og 

bekostelig, eksempelvis når op til flere 

tusinde genetiske linier skal i markforsøg. 

Dertil kommer, at man ikke kan være sikker 

på, at den bedste kombination er 

opnået, da de enkelte gener ikke er analyseret. 

Derfor arbejder forskere på at skabe 

grundlag for såkaldt markør-baseret 

selektion, hvor man flytter store dele af 

selektionsarbejdet fra marken til laboratoriet. 

Indenfor sygdomsresistens deltager 

Risø i dette arbejde, blandt andet 

ved identifikation af nye resistensgener 

(R-gener) og gener, som er medvirkende 

til en bestemt egenskab hos planten, der 

er baseret på flere gener (gener med 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 

En inficeret bygepidermiscelle, hvorfra meldusvampen 

optager sin næring. Med et kapillærrør, som ved hjælp 

af en mikromanipulator føres ind i plantecellen udtages 

celleindholdet, hvori genekspressionsprofilen analyseres 

Foto: Michel F. Lyngkjær 

partiel effekt). Gennem det arbejde finder 

man DNA-markører, som er tæt koblede 

til de ønskede gener i forældre 

materialet. Dette åbner mulighed for at 

forædlerne kan udvælge den bedste 

gen-kombination i laboratoriet ved at se 

på generne frem for at skulle gennemføre 

markforsøg. 

For en effektiv udvælgelse er der 

behov for en teknologi, hvor mange 

genetiske markører kan testes samtidig 

på DNA fra mange genetisk forskellige 

planter. Erfaringer fra selektioner på basis 

af et mindre antal markører for tørketolerance 

viser, at der kan opnås bedre resultater, 

ved hjælp af genetiske markører. 

Den markørbaseret selektion drager 

fordel af, at der i vores vigtigste afgrøder, 

som byg og hvede, til stadighed bliver 

kortlagt flere og flere gener for de 

landbrugsmæssige og kvalitetsmæssige 

egenskaber, der skaber en god sort. 

Af HANS THORDAL-CHRISTENSEN 

Sundt byg til godt øl 

Sådan fungerer markør-baseret selektion. Eksemplet 

viser en analyse med tre gen-markører på 

DNA fra 10 afkomsplanter fra en bygkrydsning 

mellem en meldug-resistent plante og en plante, 

der giver kerner med god maltningskvalitet. Den 

røde markør fortæller at planten er resistent mod 

meldug når båndet er oppe, og modtagelig når 

det er nede. Den grønne markør fortæller at maltningskvaliteten 

er god, når båndet er oppe. Den 

blå markør fortæller noget om tørke-tolerance, 

men ingen af forældreplanterne har denne egenskab. 

Analysen viser at plante nr. 7 er resistent og 

god til ølfremstilling 


35

Genetiske ressourcer 

for fremtidens afgrøder 

Fremtidens landbrug skal levere et højt 

udbytte af kvalitetsprodukter, uden at 

påvirke det omgivende miljø. Og samtidig 

skal afgrøderne kunne modstå fremtidens 

miljømæssige stressfaktorer. 

Inden høsten er i hus, bliver landbrugsplanterne 

udsat for en lang række 

stressfaktorer, for eksempel sygdom og 

tørke. I fremtidens forædlingsarbejde skal 

man derfor fokusere på sygdomsresistens, 

ændrede klimaforhold, marginale 

jorde og kravene fra en stadigt stigende 

population. Det er meget sandsynligt, at 

de eksisterende sorter ikke har den fornødne 

genetiske diversitet til at kunne 

honorere fremtidens mange krav. 

Gener for fremtiden 

I samarbejde med Det Svenske Landbrugsuniversitet 

i Alnarp, Nordisk Genbank 

og Norsk Kornforedling er Risø i 

gang med at afdække de genetiske ressourcer, 

der er relevante for et landbrug i 

et forandret klima. Den genetiske variati- 

Gemte gener sikrer fremtidens afgrøder 

Det moderne landbrug bruger ofte sorter, som 

har færre forskellige gener end de oprindelige 

landbrugssorter. Man er derfor interesseret i at 

gemme eller konservere de genetiske ressourcer 

som findes i de gamle sorter, ikke i al evighed, 

men måske i nogle årtusinder. 


on i både moderne og gamle afgrøder, 

for eksempel i landracer, skal karakteriseres, 

og deres stresstolerance testes, især 

tolerancen overfor højere CO 2 -niveau, 

tørke, sygdomme og tungmetaller. En 

enkel af disse undersøgelser foregår i klimakamre 

og vækstkamre under kontrollerede 

forhold, hvor det er muligt at koncentrere 

sig om en faktor ad gangen, og 

der gennemføres markforsøg i Norge og 

Sverige. Forskningen skal danne basis for 

udvikling af en strategi til konservering af 

genetiske ressourcer, der har betydning 

for landbruget under forandrede vækstbetingelser 

i de nordiske lande, og indbefatter 

de vigtige arter: havre, rug, byg 

og raps. 

Nye egenskaber fra gamle sorter 

Foreløbige resultater tyder på, at den genetiske 

variation i de gamle sorter kan 

være afgørende, også når man skal finde 

nyttige egenskaber til et forandret klima. 

Undersøgelser af seks forskellige rapssor- 

Der findes to basale former for konservering nemlig 

in situ og ex situ. 

In situ-konservering er konservering under naturlige 

forhold i for eksempel naturparker. Denne metode 

er ikke særlig relevant for landbrugsplanter, da det 

involverer mennesker. Det er de færreste mennesker, 

der vil bo isoleret i en naturpark og dyrke 

landbrug som for 100 år siden. 

Ex situ-konservering er konservering i genbanker 

som frø, væv eller pollen. I praksis er det ofte store 

kølehuse, men også plantager, botaniske haver, 

aboreter og lignende er ex situ-opbevaring. Den 

første genbank blev oprettet i Sankt Petersborg i 

1920-40, og i dag eksisterer der flere genbanker i 

Vest- og Østeuropa og resten af verden. Ansvarlig 

for de genetiske ressourcer i Norden er Nordisk 

Genbank i Alnarp, som er sponsoreret og organiseret 

af de fem nordiske lande. Billedet viser eksempler 

på opbevaring af træ i Nordisk Genbank 

Landracer gemmer på 

mange gode gener 

Landracer er de primitive sorter eller racer, som 

har udviklet sig i landbruget gennem årtusinder 

og tilpasset sig netop de geografiske og klimatiske 

forhold, hvor de dyrkes. Landracer kan i dag 

stadig findes i afsidesliggende egne, hvor 

moderne sorter ikke er indført. Landracer er 

karakteristiske ved at indeholde en betydelig 

genetisk variation, hvilket gør dem gode til at 

tilpasse sig vækstbetingelserne. Det gør, at 

udbyttet er meget stabilt, uafhængigt af sygdomme, 

klima og lignende, men udbyttet bliver 

dog aldrig så stort som hos de moderne sorter. 

Foto: Scanpix 

ter, både gamle og nye, har vist, at to af 

de gamle sorter reagerer positivt på et forhøjet 

CO 2 -niveau, mens resten enten reagerer 

negativt eller slet ikke. En grund til at 

mange planter reagerer negativt er, at et 

forhøjet CO 2 -niveau accelererer plantens 

udvikling og dermed forkorter vækstsæsonen. 

Den kortere vækstsæson medfører, at 

kernerne ikke bliver store nok. 

Den positive effekt fra to gamle rapssorter 

hænger højst sandsynligt sammen 

med den øgede genetiske diversitet, gamle 

sorter har. Den højere diversitet gør, at 

planten har flere strenge at spille på, når 

den skal reagere på foranderlige vækstbetingelser. 

Derfor er det så vigtigt dels af 

finde de egenskaber, som kan have betydning 

i fremtidens planteforædling, og 

passe på, at vi ikke mister dem for altid. 

Den opgave gør man oftest bedst ved at 

opbevare frøene i genbankernes kølehuse. 

Af RIKKE BAGGER JØRGENSEN

Planter for fremtiden 

Hvem ejer planterne? 

Et patent er en aftale mellem en 

opfinder og samfundet. Opfinderen 

får ret til at udelukke andre fra at bruge 

opfindelsen i op til 20 år mod at samfundet 

får adgang til den pågældende viden 

samt rådighed over opfindelsen når 

patentet udløber. Indtil for nylig har der 

af etiske, samfundsmæssige eller politiske 

årsager været forbud mod at patentere 

plantesorter eller dyreracer eller væsentlige 

biologiske processer til produktion af 

planter og dyr. Men for et par år siden 

blev EU udstyret med et direktiv, der 

åbnede for genteknologiske patenter. 

Det er derfor i dag tilladt at tage patent 

på gener. Både på gener fra planter, dyr 

og mennesker. 

Stor uenighed også blandt forskere 

Det meget komplicerede patentspørgsmål 

har givet anledning til intensiv 

debat, fordi patentering af gensplejsede 

planter har en række vidtrækkende samfundsmæssige 

konsekvenser. Et patent på 

en gensplejset plante giver indehaveren 

eneret til at sælge frøet og dermed begrænse 

landmandens hidtidige rettigheder 

til frit at kunne bruge frø til næste 

års udsæd. Og de giver et incitament til 

at fremavle ensartede afgrøder, da det er 

kravet for at kunne opnå et patent. 

Der er stadig stor uenighed om 

patentspørgsmålet også blandt forskere. 

Nogle forskere mener, at muligheden for 

at tage patent på planter skal udvides til 

også at omfatte nye sorter fremstillet ved 

konventionel forædling. Det ville sikre 

lokale forædlingsfirmaers overlevelse, og 

det ville betyde, at der blev taget vare på 

lokalt plantemateriale. Andre vil hellere, 

at man begrænser muligheden for at 

tage patent. De mener, at genpatenter 

stimulerer patentindehaverne til at få 

størst mulig udbredelse af de gener, de 

har eneret på. Det kan føre til en voldsom 

udbredelse af enkelte "succesgener", 

til skade for den biologiske 

mangfoldighed, og uden forudgående 

samfundsmæssige overvejelser om planteforædlingens 

formål. 

Det handler om penge 

For patentindehaverne drejer det sig om 

penge. Det koster nemlig mange års 

hårdt arbejde i laboratorierne og millioner 

af kroner at udvikle en ny, gensplejset 

plante. En enkelt gensplejset sojabønne 

rummer en hel pakke af højteknologi, 

som nedarves til alle senere generationer 

Det er i dag tilladt at tage patent på gener fra planter, 

dyr og mennesker. Foto: Scanpix 

af sojaplanten og dermed kan "stjæles" af 

enhver, der gider så den og høste frøene 

- nemmere end man kopierer musik fra 

Internettet. 

Hvis virksomhederne ikke kan tjene 

penge på de gensplejsede produkter, fordi 

alle og enhver frit kan piratkopiere 

dem, vil de heller ikke investere penge i 

at udvikle dem. Derfor har virksomhederne 

fået ret til at tage patent på gener og 

på nye, gensplejsede planter. 

Muligheden for at tage patent på 

gensplejsede planter animerer industrien 

til at forske i nye planter, som for eksempel 

er resistente over for alvorlige sygdomme 

i landbruget. Den egenskab kunne 

sagtens have være fremavlet med traditionel 

forædling, men det er der ikke 

samme mulighed for at tjene penge på. 

Det har til gengæld længe være muligt at 

patentere kemikalier, og det er måske en 

af grundene til, at brugen af kemikalier i 

landbruget er så udbredt. Et forbrug, der 

kan reduceres væsentligt ved udvikling af 

planter med nye egenskaber. 

Patent eller plantenyhed 

Patentering af planter er altså ikke uproblematisk, 

og giver anledning til en række 

overvejelser af etisk og social karakter, 

hovedsageligt i forbindelse med, at der 

er åbnet mulighed for at kunne patentere 

gener. 

Hvis en ny genmodificeret plante 

ønskes patenteret, skal den indeholde et 

gen, som giver den bestemte egenskaber, 

for eksempel resistens overfor særlige 

sygdomme eller særlig hårdførhed, 

som gør den i stand til at gro under barske 

klimatiske forhold. Sådanne gener 

findes typisk i planter, der gror naturligt i 

fattige lande, som ikke selv har mulighed 

for at forske i gener og skabe nye planter. 

For de institutioner eller firmaer, som 

isolerer genet og skaber en ny plante på 

det grundlag, findes der to muligheder 

for at beskytte den nye plante. Den kan 


37

søges patentbeskyttet eller den kan blive 

registreret som plantenyhed. 

Planter som opfindelser 

I forhold til patentloven skelnes der som 

udgangspunkt ikke mellem opfindelse af 

en ny plante eller andre typer af opfindelser. 

For at en ny plante således skal 

kunne opnå patentbeskyttelse, skal den 

opfylde de almindelige betingelser for 

patentering. Det vil sige, at der skal være 

tale om en opfindelse, som kan udnyttes 

industrielt, og som er ny på tidspunktet 

for ansøgning om patent. Udover disse 

generelle krav, som stilles til alle opfindelser, 

stilles der til planter det yderligere 

krav, at opfindelsen ikke må være begrænset 

til en bestemt plantesort. Opfindelsen 

skal være generisk, det vil sige, at 

den skal kunne anvendes i flere sorter 

inden for en bestemt slægt/art af planter. 

Udstedes der patent på en plante 

med et nyt gen, vil opfindelsen være 

beskyttet i 20 år fra ansøgningstidspunktet, 

forudsat at der betales årsafgift til 

patentets opretholdelse. Opfinderen eller 

den til hvem rettighederne eventuelt er 

overdraget har herefter eneret til at 

udnytte den patentbeskyttede plante. 

Herved kan grundlaget for betydelige 

indtægter være skabt. 

Nye sorter beskyttes som plantenyhed 

Som det fremgår, er det ikke muligt at 

patentbeskytte en opfindelse, der kun er 

Foto: Scanpix 


udtrykt i en enkelt plantesort. I det tilfælde 

findes der imidlertid en anden mulighed 

for beskyttelse. Den enkelte plantesort 

vil, når den opfylder en række betingelser, 

kunne registreres som en plantenyhed, 

hvorved sortsejeren opnår eneret 

til erhvervsmæssig udnyttelse af den 

registrerede sort i 25 år under forudsætning 

af, at der hvert år betales årsafgift 

til registreringens fornyelse. Hvis andre 

ønsker at anvende en registreret sort 

erhvervsmæssigt, skal den pågældende 

have tilladelse hertil fra sortsejeren, ligesom 

der skal betales en royalty. Registrering 

som plantenyhed giver ikke samme 

beskyttelse som patentering, idet landmanden 

har ret til at benytte såsæd af 

egen høst til eget brug. Nyhedsbeskyttede 

sorter kan desuden frit anvendes til 

forædlingsarbejde. 

Betingelserne for, at en plantesort 

kan registreres som en plantenyhed, er, 

at den er selvstændig, det vil sige at den 

kan skelnes fra andre sorter, er tilstrækkelig 

ensartet, er stabil i sine særlige egenskaber 

og er ny på tidspunktet for 

anmeldelse. 

Fælles for begge typer af beskyttelse 

er, at de sigter mod at balancere forholdet 

mellem på den ene side opfinderens 

eneret til erhvervsmæssig udnyttelse og 

på den anden side samfundets ønske om 

Foto: Scanpix 

adgang til nye og forbedrede planter til 

gavn for alle. 

Nye tiltag 

Patentbeskyttelse af planter og nyhedsregistrering 

af plantesorter medfører, at 

adgangen til at anvende de oprindelige 

planter, som indeholdt de eftertragtede 

gener, begrænses, og det går ofte ud 

over indbyggerne i de fattige lande, som 

kan have benyttet planterne i generationer 

og nu pludselig skal betale for dem. 

Derfor arbejder blandt andet FNs 

organisation FAO (Food and Agriculture 

Organization) på at sikre, at også fattige 

lande kan få adgang til nye planter med 

forbedrede egenskaber. Organisationen 

har gennem en længere årrække arbejdet 

på at udarbejde konventioner, som 

blandt andet skal sikre, at den genetiske 

viden vedrørende planter, som skabes 

rundt omkring i verden indsamles, registreres 

og opbevares. Endvidere vil FAO 

sikre, at denne indsamlede viden bliver 

tilgængelig for fattige lande. 

Af MIKKEL SVOLDGAARD GADSBØLL

Samarbejde på kryds og tværs 

Risø lægger stor vægt på at etablere 

samarbejder både med andre 

offentlige institutioner og private virksomheder. 

Formålet er at danne ligeværdige 

partnerskaber, der er til gensidig 

gavn for de involverede og fremmer en 

fælles udvikling af forskningen. Risø vil i 

sin kommende kontraktperiode, som 

løber fra 2002 og fire år frem tage initiativer 

til centerdannelser, for eksempel 

inden for vindenergi, nanoteknologi, 

materialeforskning, neutronspredning og 

bioteknologi på planter. Målet er, at der 

etableres mindst tre nye centersamarbejder 

med universiteter og andre videncentre. 

Risøs mål er at etablere mindst tre nye centersamarbejder inden for de næste fire år, for eksempel inden for 

bioteknologi på planter. Foto: Billedhuset 

Samarbejde er nøgleordet også inden 

for Risøs forskning i bioproduktion. Ved 

at udnytte tværfagligheden på Risø skal 

der udvikles nye teknologier inden for 

biofysik til plantebioteknologi (soft nanoteknologi). 

Og gennem internationale 

samarbejder og strategiske alliancer med 

blandt andet universiteterne i Øresundsregionen, 

Landbrugsrådet, erhvervslivet, 

Dansk Jordbrugsforskning og Danmarks 

Miljøundersøgelser vil Risø give forskerne 

inden for bioproduktion de bedste rammer 

til at realisere sine mål. 

BRIC en slagkraftig brik 

Risø deltager også i etableringen af BRIC 

(Biotech Research and Innovation Centre). 

BRIC er etableret på initiativ af forskningsministeriet 

med det formål at etablere 

en tværfaglig enhed til at fremme 

forskningen i bioteknologi. Udover Risø 

er Københavns Universitet, Danmarks 

Tekniske Universitet, Den Kongelige Veterinær- 

og Landbohøjskole, Hovedstadens 

Sygehusfællesskab samt Ministeriet for 

Fødevarer, Landbrug og Fiskeri involveret. 

Risø er medlem af bestyrelsen og 

involveret i ansættelsen af BRICs kommende 

direktør. Risø vil gøre sit til at 

planteforskningen og biofysik bliver en 

del af BRICs indsatsområde. 

Samarbejde for 

tredjeverdenslandene 

Inden for bioproduktion, det vil sige udvikling 

af nye højeffektive plantesorter, er 

Risø bredt engageret. Udover engagementer 

med Danida, deltager Risø i RUF 

(Rådet for Ulandsforskning) og i NETRAD 

(dansk netværk for jordbrugsforskning i 

udviklingslande), ligesom Risø samarbejder 

med CGIAR-institutter (Consultative 

Group on International Agricultural Research) 

og med IRRI (International Rice Research 

Institute) i Phillipinerne. Det internationale 

samarbejde er Risøs bidrag til, at 

den højteknologiske forskning også skal 

komme tredjeverdenslandene til gode. 


39

RISØ NYT 

december 2001 

RisøNyt udgives af 

Forskningscenter Risø, 

Frederiksborgvej 399, 

Postboks 49, 4000 Roskilde 

Telefon 4677 4677 (Hovednr.) 

4677 4021 (Redaktion) 

4677 4014 (Abonnementsændr.) 

Email risoe@risoe.dk 

Telefax 4677 4013 

Internet Dette nummer af RisøNyt 

samt anden aktuel information fra 

Risø findes på risoe.dk 

Besøg Risø arrangerer rundvisninger 

alle ugens dage for grupper på 

10-50 personer. 

Se mere på risoe.dk 

Henvendelse om besøg sker på tlf. 

4677 4022, senest en måned inden 

den ønskede besøgsdato. Besøg på 

hverdage koster 35 kroner for voksne 

og 15 kroner for skoleelever. 

Lørdag og søndag koster besøg 

1200 kroner uanset gruppens 

størrelse, dog maks. 50 personer 

Bibliotek Risø Bibliotek har en lang 

række elektroniske informationsprodukter 

og rummer omfattende samlinger 

af teknisk og naturvidenskabelig 

litteratur. Biblioteket er offentligt tilgængeligt 

og har åbent dagligt mellem 

8.30 og 16.00, fredag dog mellem 

8.30 og 15.30 

ISSN 0108-0350 

Redaktion Eva Max Andersen, 

Leif Sønderberg Petersen, 

Ian Max Møller 

Sekretær Inge Ilsøe/Pia Hertz 

Manglende kildeangivelse Billedet 

side 28 i RisøNyt nummer 3 2001 

viser en jern nanopartikel fremstillet 

af Luise Theil Kuhn, Københavns 

Universitet. Partiklernes magnetiske 

egenskaber undersøges med Møssbauer 

spektroskopi i Steen Morups 

gruppe på Danmarks Tekniske Universitet. 

Billedet er lavet i transmissions 

elektron mikroskopet på DTU af 

Flemming Bjerg Grumsen. Vi beklager 

fejlen 

Oplag 8.500 

Layout Punkt & Prikke 

Repro og tryk Holbæk Center-Tryk 

RisøNyt bringer aktuel information 

om forskningen på Risø Bladet udkommer 

fire gange årligt og sendes 

bl.a. til myndigheder, erhvervsvirksomheder, 

presse, uddannelsesinstitutioner, 

biblioteker og Risøs medarbejdere. 

Alle kan tegne et gratis abonnement 

ved at bruge kuponen i bladet. 

Artikler i RisøNyt kan eftertrykkes 

med forfatterens tilladelse samt kildeangivelse 

Foto: Boye Kock 

Risø med i 

kapløbet om biopolymerer 

Risøs chef for Afdelingen for Planteforskning, 

Jens Kossmann, har bragt 

en habil kompetence inden for biopolymerer 

med sig fra sin tidligere post som 

gruppeleder ved Max Planck Institute of 

Molecular Plant Physiology i Golm. Biopolymerer 

er plast, som man kan få 

planter til at producere ved hjælp af 

moderne genteknologiske metoder. 

Forskere fra Max Planck Instituttet 

til Risø 

Jens Kossmann er nu er i gang med at 

opbygge en forskergruppe på Risø, der 

skal afklare de fysiologiske processer 

omkring dannelse af biopolymerer i 

planter og alger. Stivelse er den biopolymer, 

der indtil videre er forsket mest i, 

men den nye forskningsindsats fokuserer 

på de polymerer, som naturligt findes i 

planternes cellevægge, og som er meget 

mere varieret i deres opbygning end stivelse. 

Det vil i sidste ende resultere i flere 

produktmuligheder, når forskningen har 

banet vejen for plantebaseret produktion 

af biopolymerer til industrielle formål. 

Gratis abonnement 

Ny abonnent: Jeg ønsker at abonnere på RisøNyt. 

Navn og adresse er anført herunder. 

Jeg ønsker ikke længere at abonnere på RisøNyt. 

Navn og abonnementsnummer er anført herunder. 

Jeg har skiftet adresse. 

Den nye adresse og abonnementsnummer er anført herunder. 

Abonnementsnummer (tallene efter KHC) ................................................................ 

Navn ................................................................................................................................. 

Adresse ............................................................................................................................ 

Postnummer og by .................................................................................................... 

Du kan også faxe kuponen til 46 77 40 13 eller sende en e-mail til janne.thygesen@risoe.dk 

Den nye forskergruppe bliver sammensat 

af Risøs eksisterende forskergruppe 

i planteprodukter og to til tre forskere 

fra Jens Kossmanns tidligere gruppe på 

Max Planck Instituttet, og den første er 

allerede ankommet. 

Netværk til samarbejde 

Jens Kossmanns gode forbindelser til 

forskningen i biopolymerer har også ført 

til, at Risø netop har underskrevet en samarbejdsaftale 

med det tyske firma PlantTec 

om at udvikle nye kartoffelsorter med forbedrede 

stivelsesegenskaber til industrien. 

Jens Kossmann var i 1996 medstifter af 

PlantTec, som allerede har udviklet en 

genmodificeret kartoffel med en forbedret 

stivelsesstruktur. Stivelsen behøver således 

ingen kemisk modificering, inden den kan 

bruges industrielt. Kartoffelsorten danner 

nu grobund for en nyligt etablerede joint 

venture, Solavista GmbH, mellem to store 

europæiske industrier. Formålet er forskning 

og udvikling af nye kartoffelsorter til 

industrien for eksempel til papirfabrikation 

eller medicinindustrien. 

Husk 

frimærke 

Forskningscenter Risø 

Afdelingen for 

Informationsservice 

Bygning 115 

Postboks 49 

4000 Roskilde

Risø Nyt, no. 4, 2001 december

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?