Lesbók Morgunblaðsins - 02.12.1989, Síða 2

ISLENSKAR
RANNSOKN I R
Umsjón: Sigurður H. Richter
Líftæknií
skógrækt
Líftækni er orð sem oft heyrist nú á dögum en
hvað það þýðir kann að vera sumum þoku
hulið. I umræðu ráðamanna um líftækni gætir
oft mikillar bjartsýni eða megnra efasemda.
Segja rná að með líftækninni sé róið á mið
smásærra fruma og örvera. Mið sem við
höfuifi'ekki nýtt nema að takmörkuðu leyti
en búa yfir miklum möguleikum sé réttum
aðferðum beitt. Aflinn er þó hvorki skjót-
né auðfenginn. En að láta sem þessi heimur
nýrra möguleika varði okkur ekki ber vitni
um pönnukökulega heimsmynd.
LÍFTÆKNI - VAXTARHVETJ-
ANDIÖRVERUR
Stílfærð lýsing á starfsemi svepprótar. Sveppirnir senda þræði sína inn á milli
frumanna í vaxtarvefhum og tengjast þannig næringarkerfí trésins. Þeir taka
toll afsykrum sem tréð iramleiðir með aðstoð sólarljóssins en miðla því í staðinn
vatni, steinefnum o.fí.
Eitt svið líftækninnar er
hagnýting örvera sem
mynda sambýli við æðri
plöntur og auka vöxt
þeirra.
Eftir SIGURBJÖRN
EINARSSON
Líftækni mætti kalla frumutækni því oft-
ast er unnið með einfrumunga (bakteríur,
sveppi, þörunga) eða einfrumustig stærri
lífvera. Margvíslegar aðferðir eru síðan not-
aðar til að beisla náttúrulega eiginleika
frumanna eða breyta þeim þannig að þær
vinni ákveðin verk. Sem dæmi má nefna
framleiðslu á alkóhóli, lyfjum, efnahvötum,
fóðurefnum o.m.fl. Eitt svið líftækninnar
er hagnýting örvera sem mynda sambýli
við æðri plöntur og auka vöxt þeirra. Slíkt
samspil lífvera hefur lengi verið þekkt þó
ekki sé langt síðan menn tóku að hagnýta
það skipulega. Á Líftæknideild Iðntækni-
stofnunar íslands hafa síðastliðin fjögur ár
farið fram rannsóknir á nýtingu sveppa til
að örva vöxt tijáplantna og skal nú vikið
nánar að því.
SVEPPIR; ElNKENNI OG
LÍFSHÆTTIR
Sameiginleg einkenni sveppa eru að þeir
geta ekki nýtt sér sólarljósið til nýmyndun-
ar lífefna eins og plöntur gera og
eru því ófrumbjarga sem kallað
er. Frumur þeirra eru þráðlaga
að undanteknum gersveppunum
og þeir byggja forðanæringu sína
upp sem sykrur á sama hátt og
dýrafrumur en ekki sem sterkju
eins og plöntufrumur. Sveppum
má skipa í þijá hópa eftir því
hvernig þeir afla sér næringar:
Rotsveppir setjast á dauð lífræn
efni og gefa frá sér hvata sem
sundrar efninu í smærri einingar
sem þeir geta nýtt sér. Sníkju-
sveppir taka sér bólfestu í lifandi
vef og taka toll af efnasambönd-
um lífverunnar á hennar kostnað.
Sambýlissveppir lifa í sambýli
með öðrum lífverum sjálfum sér
og sambýlisverunni til hagsbóta.
Sambýli Sveppa Við
Trjáplöntur
Sérstakur hópur sveppa, svonefndir
svepprótarsveppir, mynda m.a. sambýli við
tré. Þeir senda þræði sína inn í næringar-
kerfi tijánna í gegnum rætur þeirra og
nýta hluta af þeim lífefnum sem þau fram-
leiða með aðstoð sólarljóssins. Á ytra borði
endaróta tijánna mynda sveppirnir möttul
mygluþráða. Ut frá honum vex mygla, ofin
smásæjum sveppaþráðum út í jarðveginn
og myndar það sem kallað er svepprót (sjá
mynd). Fínofið þráðanet svepprótarinnar
margfaldar snertiflöt rótarkerfisins við jarð-
veginn og er gífurlegur viðauki við hið eigin-
lega rótarkerfi tijánna.
Það er óumdeilt að svepprót er barrtijám
og mörgum tegundum lauftijáa lífsnauðsyn
en margt er enn ókannað að því er varðar
hag tijáplöntunnar af þessu sambýli með
sveppunum. Sýnt hefur verið fram á að
svepprótin eykur stórlega upptöku plöntunn-
ar á vatni og næringarefnum úr jarðveginum
og að sveppirnir miðla trjánum vaxtarauk-
andi hormónum og treysta gjúkdómsvamir
þeirra. Tilraunir hafa gefið sterkar vísbend-
ingar um að í vöxnum skógi tengi sveppa-
myglan saman rótarkerfi trjánna og geri
þeim kleift að miðla hvert öðra lífefnunum
sem þau mynda.
Reynslan hefur leitt í ljós að við skóg-
rækt á landi þar sem ekki hefur vaxið skóg-
ur um langan tíma er nauðsynlegt að sjá
til þess að innlejða sveppi sem mynda svepp-
rót með þeim trjátegundum sem rækta skal.
Svepprótarsveppir eru sérhæfðir að því er
varðar við hvaða tegundir tijáa þeir mynda
sambýli. Einnig er mismunandi að hve miklu
leyti þeir örva vöxt trjánna. Því eru víða í
gangi rannsóknir á möguleikum þess að
smita plöntur sem planta skal í gamlan
skóg, með sveppum sem örva vöxtinn meir
en þeir sveppir sem fyrir eru í skóginum.
Árangur þess hefur reyndar verið misjafn
en sumstaðar hefur þó^tekist vel til.
Rannsóknir á Iðntækni-
STOFNUN ÍSLANDS
Sumarið 1986-hófust á líftæknideild Iðn-
tæknistofnunar íslands rannsóknir á hag-
nýtingu svepprótarsveppa. Markmið rann-
sóknanna var að þróa aðferð til að fram-
leiða í stórum stíl sveppasmit sem hentar
algengustu tegundum tijáa sem ræktaðar
eru hérlendis. Til rannsóknanna voru fengn-
ir sveppastofnar úr birkiskógum og í skógar-
lundum þar sem vel hefur tekist til með
ræktun innfluttra tijátegunda. Ætla má að
sveppir hverrar tijátegundar hafi borist til
landsins á þeim tíma þegar nýjar tegundir
vora fluttar inn sem tijáplöntur en ekki sem
fræ eins og nú er.
í fyrstu voru gerðar tilraunir með smitun
plantna í smáum stíl á rannsóknastofu.
Smitun stafafura með furasveppi gekk mjög
vel og var þyngd smitaðra ungplantna að
meðaltali 3,7 sinnum meiri en hinna ósmit-
uðu (sjá mynd). Plöntum var síðan plantað
í potta með móajarðvegi og þær ræktaðar
án áburðargjafar í gróðurhúsi í fjóra mán-
uði. Að þeim tíma liðnum vora plöntur úr
smitaða hópnum 92% þyngri en þær ósmit-
uðu.
Framleiðsla Sveppasmits
Þrátt fyrir að auðvelt sé að sýna fram á
jákvætt gildi svepprótarinnar er áríðandi
að nýtingu þessa hjálpartækis í ræktunar-
starfínu fylgi ekki mikill kostnaður. Það
veltur á hve dýrt er að framleiða svepprót-
arsmitið. í þeim rannsóknum sem fram
hafa farið á líftæknideild Iðntæknistofnunar
hefur niikil áhersla verið lögð á að þróa
ódýra aðferð til að framleiða sveppasmit.
Erlendis hefur ýmsum aðferðum verið beitt.
Algengast er að rækta sveppina á föstu
burðarefni af einhveiju tagi s.s. blöndu af
mosamold'og þöndum leir. Sú blanda hefur
þá ókosti að úr leirnum skiljast efni sem
draga úr vexti sveppanna.
Gott burðarefni þarf að vera rakadrægt,
holótt og sterkt. Ennfremur er mikilvægt
að efnafræðileg virkni þess sé lítil. íslenski
vikurinn hefur þessa eiginleika og hafa til-
raunir leitt í ljós að hann hentar mjög vel
sem burðarefni í ræktun sveppasmits. Rækt-
unaraðferðin er einföld og umfram allt ódýr.
í Frakklandi hefur verið þróuð aðferð sem
byggir á ræktun sveppsins í vökva og er
myglan bundin í. þörungahlaupi (einskonar
matarlím). Notkun slíks smits hefur borið
góðan árangur en framleiðsluaðferðin er
dvr.
Smitun Plantna
Smita má tijáplönturnar á tveimur stigum
ræktunarinnar. Annarsvegar strax í uppeld-
inu í gróðrarstöðvunum, sem ætti að gefa
skjótari og meiri árangur, og hinsvegar
þegar þeim er plantað. Enn er þó ekki búið
að þróa aðferðir til að hægt sé að smita
plönturnar í uppeldi þeirra í gróðrarstöðvun-
um. Iðntæknistofnun hefur leitað eftir sam-
starfi við skógræktarmenn hér á landi til
að hefja slíkt verkefni og er von til að úr
því verði.
Höfundurerjarðvegslíffræðingurá líftæknideild
Iðntæknistofnunar íslands.
Samanburður á smituðum (hægri) og
ósmituðum stafafuruplöntum. Úr til-
raunum á rannsóknastofu á líftækni-
deild Iðntækhistofhunar Islands.
Iðntæknistofnun íslands að Keldnaholti í Reykjavík.