Miljø-DNA avslører skadegjørere på importerte planter

Planter med røtter og jordklumper som transporteres over lange avstander i plantehandel kan inneholde mange forskjellige mikroskopiske organismer som kan forårsake plantesykdommer. Blant disse er oomyceter, som i form ligner på sopp, men er nærmere beslektet med alger. Disse organismene kan føre til sykdomsutbrudd og være en trussel mot økosystemer, biologisk mangfold og matsikkerhet. Slekten Phytophthora, hvis navn stammer fra gresk og betyr planteødelegger, har tatt livet av skog langs elver mange steder i Norge, og er et eksempel på organismer som følger med jorda.

De verktøyene som gjør det mulig å oppdage slike oomyceter i bredt omfang er imidlertid ikke en del av internasjonale plantesanitære testregimer i dag.

På oppdrag for Mattilsynet gjennomfører NIBIO et overvåkingsprogram på jord, men metodene som vanligvis blir benyttet er tidkrevende og begrenser omfanget av funn. Nå har forskere testet ut såkalt miljø-DNA metastrekkoding for å kartlegge og få en større og bedre oversikt over hva som gjemmer seg i jord på importerte planter.

Større oversikt

– Parallelt med Mattilsynets overvåkingsprogram på jord har vi tatt ut miljø-DNA-prøver og kjørt såkalt metastrekkoding, forteller May Bente Brurberg, forsker ved NIBIO.

Det betyr at man har isolert all DNA fra jordprøven og sekvensert alt DNA spesifikt fra oomyceter. I prinsippet kan forskerne oppdage alt DNA fra bakterier og insekter, til sopp i de samme prøvene, hvis analysebetingelsene endres litt.

– Vi får en større oversikt på en enklere måte, påpeker Brurberg.

I tradisjonelle overvåkingsmetoder leter man spesifikt etter enkeltarter eller arter innen en slekt, for eksempel Phytophthora, fordi disse ses på som mest farlig. I det siste tilfellet «fisker» man etter Phytophthora med agn av blader, isolerer Phytophthora fra bladene, og deretter identifiseres isolatene ved DNA sekvensering. Dette er en lang og tidkrevende prosess og som ikke nødvendigvis klarer å fange opp alle skadelige oomyceter fra prøvene, forklarer forskeren.

– I metastrekkoding kan vi blindt detektere alle oomyceter som er i prøven samtidig. Det betyr at vi finner Phytophthora sammen med mindre farlige, men fortsatt relevante plantepatogener og harmløse oomyceter. Den største utfordringen er da å identifisere alle disse og finne ut hvor farlige de er.

– Vi fant rundt 1800 forskjellige oomyceter i 64 jordprøver, mens tradisjonell isolering av 100 isolater fra over 100 prøver førte til identifisering av knapt 20 forskjellige arter fra de samme prøvene, opplyser Simeon Rossmann, postdoktor ved NIBIO og ansvarlig for de omfattende datanalysene i arbeidet.

Finner ut hva som faktisk slipper gjennom

– Vi har tro på at denne analysemetoden vil gi oss mye bedre innsikt i hva importen av planter faktisk betyr for norsk natur og landbruk. Basert på tradisjonelle metoder har vi lenge vært bekymret for import av planter, men nå kan vi faktisk se hvor mye som slipper gjennom, til tross for at plantene kommer med et sunnhetssertifikat, sier Brurberg.

Men hun legger til at selv om forskerne finner mange svært forskjellige varianter av oomyceter, er det fortsatt mulig å forbedre metoden.

– Det er krevende å identifisere alle oomyceter vi finner. I den nye metoden sekvenserer vi kortere DNA-fragmenter enn det vi gjør med den tradisjonelle metoden, det betyr at vi får litt mindre informasjon per art vi finner. Det er derfor nødvendig å forbedre databasene som brukes til taksonomisk og funksjonell klassifisering og øke informasjonen vi får per art i framtida. Vårt arbeid er et første skritt i etablering av denne metoden for overvåking og vi er godt fornøyde med de resultater vi har fått så langt.

Kan få inn resistente arter

I de senere år har myndighetene åpnet opp stadig mer for import av planter - med de negative konsekvenser det fører med seg. Mattilsynet skal følge med på om ulike karanteneskadegjører er til stede på importerte planter. Dette er planteskadegjørere som er regulert etter norsk lov fordi de kan være vanskelige å bekjempe, og fordi de kan gi store skader i planteproduksjonen hvis de får etablere og spre seg.

– Men det betyr ikke at andre arter ikke kan gjøre stor skade. Flere av Phytophthora-artene gjør for eksempel stor skade. Vi kan også få nye varianter av ting vi allerede har utfordringer med, som kan føre til enda større problemer. I dag slipper de fritt inn, selv om vi tror det har store konsekvenser, forklarer NIBIO-forskeren.

Et godt eksempel er gråskimmel på jordbær.

– Nye gråskimmelvarianter som er resistente mot plantevernmiddel kommer inn med småplanter. Dette er et fortvilende problem, fordi det gjør bekjempelse av sykdommen vanskelig, sier Brurberg.

Ingen føre-var-strategi

Hun påpeker at man i de fleste andre settinger jobber ut fra en «føre-var strategi», men det har man ikke på plantehelse. Det ville for eksempel innebære utfasing av handel med planter og planteprodukter som har høy risiko for skogsøkosystemer.

– En av grunnene til den store importen av planter er nok at det er press fra forskjellige næringsgrupper, som ønsker å ta inn planter med jord, ofte fordi dette lønner seg økonomisk, hevder Brurberg. Natur og miljø er dessverre ikke med i prisregnskapet.

Et ikonisk eksempel er det 65 år gamle eiketreet som ble importert fra Tyskland til utendørsanlegget på det nye Nasjonalmuseet som skal åpnes i 2022.

– Ikke lenge etter plantingen ble treet sykt av en bakterie som vi ikke har sett tidligere i Norge og det måtte til slutt fjernes Det er selvfølgelig flott med et stort tre med en gang, men jeg tenker det frarøver folk den opplevelsen det er følge med på vekstprosessen hos treet. 

Syke hageplanter er en trussel

Tuntreet på Nasjonalmuseet fikk man håndtert på en trygg måte, men det er verre med hageplanter som blir syke etter at de er plantet sier Brurberg.

– Det er ikke uvanlig at disse ender opp i kompost eller plantemateriale som blir dumpet i nærmeste skogholt, selv om det er forbudt etter forurensingsloven. Phytophthora spres dermed til naturområder, og som følge av dette er oretrær og bøk angrepet og i ferd med å dø rundt omkring i landet.

– Det er viktig at kommunene bidrar ved å skilte ordentlig, slik at folk blir klar over at dette ikke er lov, avslutter NIBIO-forskeren.