Deteksjon av kjemiske signaler fra landbruksvekster angrepet av sopp

VOC collection at Kirkejordet June 2021 close up-cropped1

Luktsamling fra hveteplanter i felt. Glasskolbene konsentrerer luktstoffene. Ren luft strømmer inn, tar med seg luktstoffene og blir suget ut igjen gjennom et filter.

Foto: Andrea Ficke

Planter kan reagere med morfologiske og kjemiske endringer på soppangrep. Disse endringer er sjelden merkbar med sansene våre når en infeksjon starter og før sjukdomssymptomer utvikler seg.

Alle levende organismer produserer luktstoff. Luktstoff kan fungere som kjemisk kommunikasjon med andre planter, insekter eller mikroorganismer. Luktstoff kan også fungere som signal som setter i gang plantens forsvar mot soppangrepet.

Kan benytte luktstoff-profiler

Noen luktstoff er kjent fra flere organismer. Octenol, som produseres i både mennesker, planter og sopp, er et eksempel. Luktstoffet Methylsalicylate er involvert i den systematiske reaksjonen i planter angrepet av sopp eller bakterier (SAR). Forskning de siste årene har vist at luktstoff-profilen kan variere mellom ulike arter. Deteksjon og identifikasjon av artsspesifikke luktstoff-profiler kan utnyttes for å oppdage plantesjukdommer.

I prosjektet ‘Multisens’ (2011-2014) jobbet NIBIO med identifikasjon av luktstoff produsert av hveteplanter angrepet med en av tre ulike sjukdommer: Aksfusariose (Fusarium sp.), hvetebladprikk (Parastagonospora nodorum) og meldugg (Blumeria graminis f.sp. tritici i veksthusforsøk.

Vi fant signifikante forskjeller mellom luktstoff-profiler fra planter angrepet av de ulike soppene. Konsentrasjonen av luktstoffene økte med angrepsgrad.

Konsentrasjonen var imidlertid veldig lav og det er utfordrende å påvise luktstoffkonsentrasjoner som er på dette nivå. Utvikling av nye, høysensitive og nøyaktige sensorer kan brukes til å utvikle soppsjukdoms-detektorer for steds-spesifikk sprøyting av soppmidler.

Viderefører forsøkene i felt

Forsøkene med å fange opp luktstoffer fra hveteplanter ble delvis videreført i 2021, men da under feltforhold.  Hypotesene vi tester er at spesifikke luktstoff-profil oppstår som følge av angrep av en spesifikk sopp, og at klimaforhold angrepne planter vokser under ikke endrer profilene særlig.

Figur-VOC.jpg
Fugur 1. : Rollen luktstoffer (‘volatile organic compounds’, VOCs) kan ha i landbruk (Kilde: Brille et al., 2019)
KONTAKTPERSON
VOC colection whole plant.jpg
Hveteplanter inne i en glasskolbe for å samle luktstoffer. Foto: Andrea Ficke