Bruker metastrekkoding til å oppdage råtesopp i epler

Mange typer sopp kan gi råte på epler, både før og etter høsting. I pakkeriene sorteres eplene ofte i vann, men forskerne vet foreløpig ikke om soppsporer fra råtne epler kan spres i vannet og smitte friske epler.

Ved NIBIO bruker forskere moderne teknologi for å undersøke sorteringsvann. Metastrekkoding er en DNA-basert metode som gjør det mulig å identifisere mange mikroorganismer samtidig, uten å måtte dyrke dem i laboratoriet.

Ligger latent

– Mange sopper forårsaker sykdommer under lagring. Eplene blir høstet inn, ser pene og friske ut, men etter to–tre måneder på lager har de råteflekker. Dette fører til matsvinn fordi eplene må kastes, sier NIBIO-forsker Dalphy O. C. Harteveld.

Ofte er soppene til stede på eplene allerede i hagen. De er i og på utsiden av eplene uten å gi symptomer, men bryter ut senere når frukten lagres, forklarer hun.

Når eplene skal sorteres, tømmes høstekassen forsiktig i vann før de transporteres videre i vannkanaler til sortering etter størrelse og farge. De råtne fjernes først og helst før størrelse- og farge-sorteringen.

– Vi får spørsmål fra fruktlagrene om disse soppene kan forekomme i vannet som brukes til transport, i maskiner og på sorteringslinjer. Derfor har vi undersøkt vannet for å se om vi kan finne de samme soppartene som forårsaker råte, sier Harteveld.

DNA som verktøy

Forskerne ved NIBIO bruker metastrekkoding. Metoden går ut på å trekke ut DNA fra prøver av vann, jord eller plantevev, og forsterke bestemte deler av genmaterialet som fungerer som «strekkoder» for ulike organismer. Disse DNA-sekvensene sammenlignes så med databaser for å finne ut hvilke sopper og bakterier som er til stede.

– Metastrekkoding kan la oss se hele det mikrobielle samfunnet i en prøve, ikke bare de artene som lar seg dyrke, sier Harteveld.

 – Det handler i bunn og grunn om hvordan vi kan bruke kunstig intelligens og DNA-teknologi i plantepatologi.

Fra felt til lager

– Vi fulgte eplene fra feltet, registrerte hvilke sykdommer de hadde ved høsting og etter lagring, og undersøkte om det var sammenheng mellom råte i frukten og soppene vi fant i vannet, forteller Harteveld.

Noen av vannprøvene ble dyrket i laboratoriet, mens DNA fra andre prøver ble analysert med PCR og sekvenseringsteknologi. På denne måten kunne forskerne sammenligne hvilke sopparter som vokste fram og hvilke som i tillegg kunne finnes i vannet.

Lovende resultater

Resultatene tyder på at metoden fungerer godt.

– Vi ser at metastrekkoding kan påvise sopparter i vannet som ellers er vanskelige å dyrke. Det gir oss et mye mer helhetlig bilde av mikroorganismene, sier Harteveld.

Hun forklarer at metoden foreløpig ikke kan identifisere alle organismer helt ned til artsnivå, men at den gir et viktig startpunkt for videre undersøkelser for spesifikke arter.

– Det er mange bakterie- og sopparter i prøvene, og de påvirker hverandre. Dette prosjektet er et første steg for å finne ut om vi faktisk kan påvise flere sopparter som kan forårsake fruktråte samtidig – og det ser ut til at vi kan finne de som er aktuelle, forteller hun.

Ser på sammenhenger

Forskerne jobber nå videre for å forstå hvordan det mikrobielle samfunnet påvirker utviklingen av symptomer.

– Når vi ser på eplene, finner vi ikke alltid en direkte sammenheng mellom vannet og råten. Soppen kan allerede sitte i skallet fra feltet. Nå sammenligner vi epleskallet på to sorter ved høsting og etter lagring, for å se om mikrobene er forskjellige på friske epler og de som utvikler råte, sier Harteveld.

En annen del av forskningen handler om bioinformatikk – altså å analysere de store mengdene DNA-data fra metastrekkoding.

– For å få oversikt over alt dette, jobber vi med oppdatering av et analyseverktøy der en KI-assistent hjelper oss med å tolke resultatene. Det blir veldig nyttig, sier Harteveld.

– Vi er også inne i et annet prosjekt som bruker metastrekkoding til å sjekke helsen til agurk i vannbasert dyrking. Her ser forskerne på hvordan vannkvalitet og biostimulerende midler påvirker både plantenes helse og de mikrobielle samfunnene over tid, forteller hun.

Metoden bygges videre

Forskernes mål er å videreutvikle metastrekkoding og gjøre metoden til et presist verktøy for å påvise smitte av flere sopp som forårsaker sjukdommer på epler samtidig, samt å kunne studere hvordan de blir påvirket av ulike faktorer som mikrobielle samfunn, klimaendringer og plantevern.

– Vi har måttet bygge opp metodikken for de aktuelle soppartene i epler.  Det er avgjørende at vi forstår teknologien og bruker den riktig – først da får vi fullt utbytte av potensialet, avslutter Harteveld.