Plantebiosystemer
Fremtidsløsninger til det biobaserede samfund
Snart skal vi fordoble fødevareproduktionen for at kunne brødføde verdens befolkning.
Men vi har ikke flere jordarealer til rådighed og naturressourcer som rent vand og næringsstoffer er knappe. Samtidig kan vi forvente flere ekstreme klimahændelser.
Derfor er der mere end nogensinde brug for nye løsninger til landbruget, som kan sikre en bæredygtig intensivering af fødevareproduktionen – også i ulandene. Det er målet for de godt 100 forskere i LIFEs elitemiljø inden for plantebiosystemer.
Tekst: Katherina Killander
Vi har stillet tovholder og professor Jan Kofod Schjørring 8 skarpe spørgsmål til elitemiljøet:
Hvor er forskningen inden for plantebiosystemer på vej hen som felt i disse år?
Jan Schjørring svarer:
På verdensplan er der i den grad et øget fokus på at udnytte vores viden om planternes gener og centrale processer i jord-plante-atmosfæresystemet til konkret at løse de udfordringer, vi står over for:
At øge produktionen af fødevarer og bioprodukter på et bæredygtigt grundlag.
Reelt skal vi om få år ud i at fordoble produktionen af fødevarer og biomasse med mindre forbrug af vand, næringsstoffer og kemikalier. Der er ikke mere land som kan vi kan opdyrke og vi kan forvente flere ekstreme klimahændelser.
Behov for stresstolerante planter
Der er altså behov for, at vores planter udnytter de eksisterende ressourcer bedre. Men også, at de er mere tolerante over for de stressfaktorer, de udsættes for på marker, som mange steder i verden mangler næringsstoffer og er plaget af tørke, oversvømmelser, skadedyr.
Derfor handler det for forskere mere end nogensinde om bæredygtig ressourceudnyttelse.
Vi vil samle alt det vi ved på området og fortsatte udbygge den viden, så vi har en reel chance for at klare udfordringen og undgå sultkatastrofer.
JS: Man kan sige, at vi prøver at dække hele kæden fra molekyle til økosystem med særlig fokus på afgrødeplanter.
Gennem avanceret planteforædling, planteernæring og agroøkologi arbejder vi for at styrke den eksisterende viden om, hvordan vi på en bæredygtig måde kan intensivere produktionen af biomasse til fødevarer, bioenergi og andre bioprodukter.
For at kunne intensivere produktionen, er det afgørende at have indsigt i de processer, der kontrollerer planters reaktioner på skiftende og til tider ekstreme klima-, jord- og vandforhold samt de såkaldt biologiske interaktioner: hvordan planters vækst påvirkes af skadedyr og planternes indbyrdes konkurrence om sollys, vand og næringsstoffer.
Nye og stærkere plantesorter
Helt konkret markerer vi os lige nu stærkt i forhold til at omsætte denne viden til nye og bedre plantesorter.
Vi arbejder med genetiske ressourcer kombineret med planteforædling og bioteknologi, så vi på en målrettet måde kan udvikle nye geno- og fænotyper med bedre produktivitet, ressourceudnyttelse, stresstolerance og kvalitetsegenskaber.
Mindre forbrug af pesticider
Vi har netop bidraget til en artikel i Science med en række forskningsresultater, der kaster nyt lys over en af de alvorligste trusler mod landbrug og plantedyrkning i store dele af verden, nemlig meldugangreb.
Vi har kortlagt meldugsvampens genom, så man nu ved mere om, hvilke gener der styrer svampens angreb. Man er nu også klar over, hvilke resistensmekanismer i planten der skal fokuseres på for at styrke plantens forsvar.
Dette stykke forskningsarbejde kan betyde, at vi i fremtiden er i stand til at dyrke afgrøder med et mindre forbrug af pesticider.
JS: Vi har fornylig publiceret en artikel i en af verdens mest citerede videnskabelige tidsskrifter, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) med et projekt, hvor vi i samarbejde med en koreansk forskergruppe viser, hvordan man kan øge indholdet af essenstielle spormineraler i korn.
Vi viser også her, at man ved hjælp af den nyeste bioteknologi markant kan øge spormineralers biotilgængelighed, dvs. hvor let spormineraler som eksempelvis jern og zink bliver optaget i kroppen.
Resultaterne er perspektivrige, da omkring 2 mia. mennesker, særligt i Asien, er i kronisk underskud af spormineraler som jern og zink.
Det giver dem en række følgesygdomme og nedsætter markant deres arbejdsevne og livskvalitet. De spiser primært hvide ris, hvor indholdet af jern og zink i forvejen er lavt og samtidig hårdt bundet, så det ikke kan optages.
Men det her nye forskningsprojekt åbner op for, at folk i fremtiden kan dyrke ris med et højere, let optageligt indhold af jern og zink og derved bekæmpe underernæring. Næste skridt er nu at afprøve de nye rislinjer i markforsøg for at det sidenhen kan godkendes til egentligt, kommercielt brug.
Planterødder er meget forskellige
Rødder har været genstand for alt for lidt forskning. Det vil vi gerne råde bod på.
Her i elitemiljøet har vi vist, at rødder er meget forskellige, både i forhold til hvor dybt ned i jorden de når, og hvordan de reagerer på forskellige stresstilstande i j
orden, eksempelvis tørke, salt og mangel på næringsstoffer.
Helt konkret har vi afsløret, at bl.a. hvede om efteråret udvikler rødder, der går langt dybere ned end man hidtil har troet.. Det betyder, at hvede gennem vinteren kan optage en større mængde kvælstof, som ellers ville blive vasket ud i vores vandløb og søer.
Myndighederne pålægger landmændene, at en betragtelig del af deres hvedemarker skal erstattes af de såkaldte efterafgrøder, som man mener bedre kan fange kvælstoffet.
De nye forskningsresultater indikerer imidlertid, at hvede har et større potantiale end hidtil antaget i forhold til at reducere kvælstofudvaskningen.
JS: Vi forventer at have givet et væsentligt bidrag til udviklingen af fremtidens afgrøder til bæredygtig produktion af energi og fødevarer.
Det er vores klare ambition, at vi kan bidrage med ny viden som kan bruges til en bæredygtig intensivering af planteproduktionen.
Vi prioriterer også højt at være med til at opbygge Copenhagen Plant Science Center så det bliver et af verdens førende planteforskningscentre.
Ikke mindst i den sammenhæng vil vi selvfølgeligt lægge stor vægt på at få publiceret artikler i førende videnskabelige tidsskrifter Vi ønsker også at tiltrække betydelige bevillinger for at kunne fastholde vores stærke vækstlag af yngre forskere inden for elitemiljøet.
Ny og perspektivrig forskning i et dynamisk miljø vil altid komme de studerende til gavn i form af spændende undervisning og gode specialeprojekter.
Miljøet vil også i fremtiden tiltrække udenlandske forskere og vi vil se større udveksling af forskere og studerende fra de bedste udenlandske forskningsmiljøer.
Det vil give masser af muligheder for inspirerende undervisning, vejledning og ikke mindst udenlandsophold.
Fremtidens planteproduktion kalder på eksperter
Udfordringerne til fremtidens planteproduktion kalder på eksperter med bedre indsigt i samspillet mellem plantevækst, miljø og hjælpestoffer.
Der er masser af muligheder for at udvikle fremtidens dyrkningssystemer med bedre ressourceudnyttelse og højere udbytter. Vi skal sammen med de studerende udvikle moderne agronomi som en levende og fremadrettet disciplin.
JS: Vi har allerede et veludbygget samarbejde med en lang række virksomheder og myndigheder inden for planteforædling, planteproduktion og miljø.
Specielt vil elitemiljøet fokusere på at opbygge samarbejdet med jordbrugserhvervet med henblik på at løse danske udfordringer i landbruget.
Og så har vi jo netop fået en innovationspris af en agrobusiness-forskerpark for opfindelsen af phytophos – et apparat som mere nøjagtigt måler plantetilgængeligt fosfor i jord.
Og så har vi lykkedes med et spin-off virksomhed Nutrinostica, hvor man med afsæt i grundforskning fra LIFE har udviklet et apparat til at diagnosticere næringsstofmangel i planter. Det har allerede gjort stor nytte i jordbrugserhvervet.
Hvis man gerne løbende vil følge med i de resultater I skaber i elitemiljøet, er der så andre steder end LIFEscienceUPDATE, hvor man kan gøre det?
I fagtidsskrifter og på IJØs hjemmeside: www.agreco.life.ku.dk
Læs mere om Copenhagen Plant Science Centre
Vinderen af projektkonkurrencen om at tegne de fysiske rammer til Copenhagen Plant Science Centre på LIFE - Det Biovidenskabelige Fakultet er nu fundet. Læs hele nyheden.
Katherina Ludvigsen, - siden er sidst opdateret d.17. november 2011