Hvede skal kunne tilpasse sig varmere klima

”Omtrent 40 procent af Pakistan lider alvorligt under tørke. Bønderne får ikke nok udbytte til at dække investeringen i deres afgrøde.”

Udtalelsen kommer fra Sajid Shokat, biolog og ph.d. studerende på institut for Plante- og Miljøvidenskab på Københavns Universitet. Den adresserer et stort problem i mange mindre udviklede lande, hvor klimaforandringer har haft negativ indvirkning på landbruget.

Sajid Shokat har gjort det til sit livsprojekt at bidrage til udviklingen af hvedearter, der kan hjælpe hans landmands-landsmænd med at overkomme stigende temperaturer og længere tørkeperioder.

I otte år arbejdede han i forskningsinstituttet NIAB, hvor han arbejde med avlsprogrammer for hvede, hvor han krydsede og inducerede mutationer i hvede. I 2017 fik han muligheden for at skifte Pakistans varme ud med køligere København, for at forske mere indgående i hvilke genetiske variationer i hvede, der kan gøre planten mere modstandsdygtig overfor varme og tørst.

Når man dyrker afgrøder som hvede, vil der være nogle planter der ser ud som om de tilfældigvis klarer sig bedre end andre i stressede situationer – som fx tørke eller meget høje temperaturer. Men det er ikke tilfældigt. Nogle planter har en genetisk fordel, også selvom de har samme planteforældre. Det er disse genetiske fordele, som Sajid Shokat leder efter. Når han kender dem, vil det være lettere at udvælge de helt rigtige planter at gå videre med i avlsprogrammer med hvede.

”Afgrøderne skal kunne tilpasse sig varierende klima, og det er kun muligt, hvis afgrøden indeholder mange forskellige genetiske variationer,” fortæller Sajid Shokat.

Disse planter har simpelthen en større samling af potentielle egenskaber, som de kan tænde og slukke alt efter hvilke forhold, de er udsat for i vækstperioden.

Opdagelsen af et nyt gen

Sajid Shokats hvedeplanter dyrkes side om side med andre planter, som kollegaer arbejder med i forskningsgruppen Crop Stress Psycology under ledelse af lektor Fulai Liu. Gruppen undersøger den fysiologiske og biokemiske regulering af væksten når de udsættes for mange forskellige former for belastninger som sygdomme, insekter og forskellige niveauer af lys.

Blandt gruppens resultater, som Sajid Shokat også har bidraget til, er opdagelsen af et helt nyt gen inden for hvede. Genet har indflydelse på hvor varmetolerant hveden er, og Sajid Shokat er en af de første forskere, der undersøger virkningen af variationer inden for dette gen gennem sine eksperimenter.

Et andet og noget overraskende resultat handler om, at hvede klarer sig dårligere, hvis der er høje niveauer af CO2 til stede. Antagelsen var ellers – hvilket er bekræftet i andre forsøg – at hvede under tørke klarer sig bedre, hvis der er et højt indhold af CO2 i luften. Men i Sajid Shokats forsøg gik det helt omvendt. Selv mener han, at det kan være fordi han bruger vårhvede i sine eksperimenter, mens de andre eksperimenter har været med vinterhvede, der har en meget længere vækstsæson.

”Vi stresser planten i blomstringen, for der vil være den største indvirkning på planten, fordi det er på det tidspunkt hvor frøene dannes. Når vi stresser vårhvede, vil den have kortere tid til at komme sig end vinterhvede. Det er måske forskellen mellem disse to genotyper, der giver forskellige resultater,” forklarer Sajid Shokat.

Uanset hvad viser det, at man ikke kan tage resultater fra en sort og automatisk regne med, at en anden sort vil have samme reaktion på forskellige typer af stress. Og derfor er viden om plantens fysiologi og de reaktioner der sker i planten under stress af afgørende betydning.

Forskning som udviklingsbistand

Det er ikke udelukkende de landmænd, der i fremtiden kan få mere robuste afgrøder, der kan drage nytte af den forskning, som Sajid Shokat udfører i København. Resultaterne har også potentiale til at være nyttigt på andre måder i hans hjemland, og på den måde fungere som en indirekte udviklingsbistand. For eksempel tager han nogle erfaringer med sig tilbage til sin pakistanske arbejdsplads Nuclear Institute for Agriculture and Biology, der også tilbyder ph.d.er og kandidatgrader.

”Der er mange pakistanske studerende, der er interesseret i dette emne, men de har ikke nødvendigvis mulighed for at tage til de mere udviklede lande og arbejde der. Alt hvad jeg lærer her, har de muligheden for at lære af mig, og så kan de også hjælpe med at løse bønders problemer,” siger Sajid Shokat.

Han har dog også en anbefaling til sine danske kollegaer, som han roser for at være ekstremt hjælpsomme og give plads til de studerende. For det er hans oplevelse, at der ikke er megen kontakt mellem forskerne og de landmænd, som har de praktiske erfaringer med afgrøderne.

”Vi må være i kontakt med landmændene, for hvis vi ikke kender deres problemer, så kan vi heller ikke finde de rigtige løsninger,” siger han.

Selv har han oplevet et meget frugtbart samarbejde med de lokale landmænd i Pakistan, som er kommer til ham, når de oplever nye og uforudsete problematikker i deres hverdag. Det betyder, at han kan holde fokus på de problemer som landmændene reelt oplever, og det gør forskningen praktisk anvendelig.

Sajid Shokat forventer at afslutte sin ph.d. i 2020.

Ph.d.’en er finansieret af CIMMYT, Seeds of Discovery and MasAgro projects, Borlaug Institute for South Asia (BISA), Ministry of Livestock, Rural Development, Fisheries and Food (SAGARPA), Mexico, Punjab Government, India, CGIAR Research Program on Wheat

Læs mere: Harnessing genetic potential of wheat germplasm banks through impact-oriented- prebreeding for future food and nutritional security (downloader som PDF)

Artiklen er skrevet på baggrund af interviews af Julie Lykke Nedergaard tidligere publiceret af Science, KU, i Universitetsavisen og på DDRN.dk