150 år med tørråteforsking – sjukdommen er framleis ei utfordring

I 1876 publiserte den tyske botanikaren Anton de Bary ei banebrytande framstilling av forskinga si på potettørråte og gav sjukdomsorganismen namnet Phytophthora infestans.

Arbeidet bygde på fleire tiår med forsøk og observasjonar, og samla kunnskap som viste at sjukdomen skuldast ein smittsam mikroorganisme. Publikasjonen la grunnlaget for læra om plantesjukdomar, og endra måten forskarar forstod og arbeidde for å nedkjempe plantesjukdomar.

Potettørråte er ein av dei mest øydeleggjande plantesjukdomane i verda. For det norske landbruket fører sjukdomen til årlege tap på mange millionar kroner som følgje av redusert avling og store kostnader til plantevernmiddel. I dag, halvanna hundreår seinare, prøver forskinga framleis å forstå sjukdomen betre og utvikle meir effektive tiltak.

Ved NIBIO arbeider forskarar i ulike prosjekt for å kartleggje korleis tørråteorganismen utviklar seg, spreier seg og kan kontrollerast i eit klima i endring.

Har blitt verre

– Organismen Phytophthora infestans er i slekt med algar, men liknar på sopp. Sjukdomen spreier seg lett, anten gjennom sporar i luft og vatn, eller via smitta settepoteter, seier May Bente Brurberg, seniorforskar ved NIBIO.

Tørråte har hatt stor historisk tyding, særleg i Irland mellom 1845 og 1855, då sjukdomen førte til omfattande avlingssvikt som bidrog til svolt, massedød og stor utvandring.

Før 1980 fanst det berre éin variant av tørråte i Europa. Organismen kunne berre formeire seg ukjønna, altså lage kopiar av seg sjølv. Det gjorde at han var ganske einsarta og litt mindre tilpassingsdyktig enn i dag.

Ein tørkesommar på 1980-talet førte til at det i Europa blei importert mange tonn med settepoteter frå Mexico.

– Med settepotetene følgde det ein ny variant av tørråte, og med det kunne organismen begynne å formeire seg på nye måtar. Det vil seie at dei to typane blanda arvematerialet sitt, noko som førte til at han blei meir variert og betre i stand til å overleve og spreie seg, forklarer Brurberg.

Få effektive alternativ

Seniorforskaren beskriv tørråte som ein av dei mest alvorlege skadegjerarane vi har i landbruket, og peikar på at sjukdomen har utvikla seg enormt over tid.

- I dag er tørråte eit problem overalt der det blir dyrka poteter, sjølv om omfanget kan variere med klima. Sjukdomen trivst særleg godt under kjølege og fuktige forhold, og enkelte sporestadium blir frigjorde nettopp når temperaturen er låg. I varmare område kan problemet vere noko mindre, men generelt er tørråte ei vedvarande utfordring i store delar av verda, seier ho.

Varslingssystemet VIPS, utvikla av NIBIO og Norsk Landbruksrådgjeving, bidreg med varsling av tørråte. Systemet hjelper bønder ved å rekne ut risiko basert på fukt og temperatur, noko som sikrar optimalt tidspunkt for sprøyting.

Nedkjemping er i stor grad  basert på kjemiske plantevernmiddel, og i dag ser ein dessverre aukande resistens mot desse midla. Samtidig blir fleire av dei forbodne av omsyn til miljøet, noko som gjer situasjonen endå meir utfordrande.

Brurberg uttrykkjer stor uro for utviklinga, særleg fordi det finst få effektive alternativ, og at ein i enkelte tilfelle er avhengig av dispensasjonar for å kunne bruke middel som eigentleg er forbodne.

– Det er påvist soppmiddelresistens, og det blir derfor tilrådd å veksle mellom preparat med ulike verknadsmekanismar. Samtidig blir talet på tilgjengelege aktive stoff færre, og i EU har det ikkje kome nye sidan 2019.

I Noreg blir om lag 98 prosent av potetarealet i kommersiell dyrking sprøyta med kjemiske middel, i enkelte tilfelle opptil 16 gonger per sesong.

– Talet på sprøytingar har dobla seg dei siste ti åra, mellom anna på grunn av endringar i tørråtepopulasjonen, noko som gir auka miljøbelastning og høge kostnader for dyrkarane, påpeikar seniorforskaren.

Meir miljøvennlege plantevernmiddel

Ved NIBIO jobbar forskarar med fleire ulike tilnærmingar for å redusere bruken av kjemiske plantevernmiddel og gjere potetproduksjonen meir berekraftig.

– I NoBlight-prosjektet undersøker vi korleis tørråtepopulasjonen utviklar seg, blant anna når det gjeld genetisk variasjon, resistens og korleis sjukdomen spreier seg. Samstundes utviklar vi betre varslingsmodellar og testar nye strategiar innan integrert plantevern. Målet er å finne løysingar som på sikt kan redusere sprøytemiddelbruken betydeleg, opplyser ho.

På same tid blir det forska på moglege alternativ til kjemiske plantevernmiddel. I Chitoval-prosjektet og i NoBlight-prosjektet ser forskarane på korleis kitin, blant anna frå skalldyr, kan brukast til å utvikle meir miljøvennlege plantevernmiddel.

– Kitin og kitosan kan fungere som låg-risiko plantevernmiddel. Når det gjeld tørråte, er dette interessant fordi stoffa både kan stimulere plantens eige immunforsvar og ha ein direkte hemmande effekt på patogenet, fortel seniorforskaren.

Må forstå potetens forsvar

På oppdrag frå staten arbeider Graminor med å utvikla og teste  nye potetsortar, inkludert testing av sortar og foredlingslinjer for resistens mot tørråte.

– Den norske potetbanken ved NIBIO inneheld over 200 sortar og foredlingslinjer, og vi forskar på kva grad av tørråteresistens som finst i dette materialet, seier Brurberg.

Eit viktig spor i arbeidet handlar om å forstå plantens eigne forsvarsmekanismar – heilt ned på gennivå. Ved NIBIO blir det no jobba med å kartleggje kva gen som faktisk gir potet motstand mot sjukdomen.

– Vi går inn og ser på kva resistensgen som finst i potetmateriale, både i dyrka sortar, foredlingslinjer og i ville potetartar, forklarer ho.

Målet er å finne ut kva gen som faktisk gir vern mot tørråte, slik at dei kan brukast i utviklinga av nye, meir robuste sortar.

– Dette arbeidet er grunnforsking, men har stor tyding for framtidas matproduksjon. Kunnskapen dannar grunnlag både for tradisjonell planteforedling og meir moderne teknologiar, forklarer ho.

Eit anna viktig spor er å hente inn eigenskapar frå ville potetartar og teste korleis desse verkar i praksis mot norske tørråtepopulasjonar.

– Ville Solanum-artar er ein viktig ressurs fordi dei ofte har sterk resistens som vi kan utnytte, seier Brurberg.

– Vi testar korleis desse gena fungerer under norske forhold, mellom anna i feltforsøk, for å sjå om dei kan gi meir varig vern og redusere behovet for sprøyting.

Genredigering kan gi meir hardføre poteter

Samtidig blir det teke i bruk meir avanserte metodar for å utvikle framtidas potetsortar. I prosjektet GE-Sustain blir genredigering brukt for å forbetre plantenes forsvar.

Her blir moderne genteknologi, som CRISPR, brukt til å redigere gen som påverkar resistens. Forskarane håpar å utvikle sortar som både er meir robuste mot tørråte og samtidig har god kvalitet på knollane.

Prosjektet ser også på korleis slike teknologiar kan takast i bruk i praksis – både teknisk, regulatorisk og kommersielt.

I tillegg jobbar NIBIO saman med kollegaer i andre nordiske land for å finne betre løysingar.

– I NordicBlight samarbeider vi på tvers av dei nordiske landa for å møte dei same utfordringane med tørråte og tørrflekksjuke. Sjukdomane kjenner ikkje landegrenser, og derfor er det ei stor styrke å dele kunnskap, data og erfaringar. Samla står vi betre rusta til å utvikle meir treffsikre og berekraftige løysingar, seier Brurberg.

– Målet er det same i alle spor: meir motstandsdyktig potet og mindre behov for kjemisk plantevern, avsluttar ho.