Säkerhetsvärdering och regelverk

Ny metodik för bedömning av potentiell toxicitet hos mikroorganismer

Det finns ett stort behov av nya metoder för att testa för eventuell bildning av toxiner hos nya isolat av mikrober. I ett projekt använder vi den fagotrofa (=partikelätande) encelliga ciliaten Tetrahymena pyriformis som biosensor för detektion av toxiska substanser i olika typer av extrakt från mikroorganismer. En effektiv uppställning för undersökning av effekter av testsubstanser från mikrober på tillväxten hos Tetrahymena har tagits fram. Metoden har stor potential för att bestämma eventuell toxinbildning hos nya mikrobiella isolat där man tidigare har dålig kunskap om produktion av kända toxiner.

Grafen visar hur tillsats av toxinet cykloheximid negativt påverkar tillväxten
av ciliaten Tetrahymena pyriformis.

Överlevnad och spridning i miljön av mikrober för biologisk bekämpning

Grunden för en bedömning av om en specifik mikroorganism är säker för miljön är kunskap om dess överlevnad och eventuella spridning från den plats den används till omgivande områden. Kunskap om dess naturliga geografiska utbredning behövs också. Och skulle användning av organismen kunna resultera i en betydande ökning av den totala exponeringen för mikroorganismer, av arbetande personal, allmänheten i gemen eller miljön i vid betydelse?

Vi har utvecklat genetiska markörer för specifik detektion och kvantifiering av flera organismer som har effekt som mikrobiologiska bekämpningsmedel, bl.a. bakterien Pseudomonas brassicacearum MA250. Denna har god bekämpningseffekt mot snömögel i spannmålsodling. Markörmetodiken utvärderades framgångsrikt i växthusförsök med höstvete där utsädet ympades med MA250 och användes för att följa bakteriens populationsutveckling i ett fältförsök. En viktig slutsats var att bakterien koloniserade rötterna hos den växande plantan, men inte de gröna delarna.

I en annan studie används markörmetodiken för att kvantifiera MA250 i bioaerosoler, vid mekanisk ympning av utsäde med bakteriekultur under experimentella förhållanden.

Populationsekologi hos den biologiska insekticiden Bti

Produkter som innehåller den naturligt förekommande bakterien Bacillus thuringiensis subsp. israelensis (Bti) används över hela världen för att kontrollera massförekomster av larver av översvämningsmyggor. Bti har under flera år använts för bekämpning av översvämningsmyggan Aedes sticticus i våtmarker längs nedre Dalälven. Även om all tillgänglig information tyder på att Bti är en förhållandevis säker organism/produkt, så är kunskapen fortfarande mager om i vilken utsträckning bakteriens sporer gror och de tillsatta bakterierna interagerar med befintliga Bacillus-populationer i behandlade våtmarker. Dessa frågor kommer att studeras i ett projekt där vi kommer att använda molekylära markörer och PCR i studier av dynamiken hos Bacillus-bacterier i både Bti-behandlade och obehandlade våtmarker.  

Undersökningar av regelverken med betydelse för användning av nyttiga mikroorganismer

En studie diskuterade kritiskt nuvarande och presumtiva regelverk som kan vara tillämpliga för användning av jästsvampar i livsmedelskedjan, särskilt för biologisk bekämpning efter skörd, med fokus på förhållanden i Europa. Viktiga slutsatser var att överraskande få jästsvampar för biologisk bekämpning nått marknade, att möjligheten att reglera dem som livsmedelstillsatser (liknande regelverket omfattande mikrober som fodertillsatser) bör undersökas, samt att bättre kunskap om dominanta patogenitets- och virulensfaktorer i opportunistiska jästsvampar skulle underlätta säkerhetsbedömningar av nya jästbaserade produkter i framtiden.

Nya mikrobiologiska bekämpningsmedel faller under samma regelverk som kemiska pesticider och nya produkter måste godkännas innan de får säljas. I motsats till detta görs säkerhetsbedömningar av insekter, kvalster eller nematoder för biologisk bekämpning – ofta kallade ”naturliga fiender” – helt efter ekologiska principer, under generell lagstiftning som omfattar skydd mot import av sjukdomar och okontrollerad spridning av främmande arter. I en kritisk studie av denna uppdelning, konstaterades att säkerhetsbedömningar av mikrobiella produkter troligen skulle vara mer effektiva och relevanta med mindre fokus på specifika metaboliter och mer på organismens biologiska och ekologiska egenskaper i kombination med realistiska exponeringsscenarier.

Nuvarande och tidigare gruppmedlemmar

Ingvar Sundh (gruppledare, Prof)

Annika Nilsson (forskare)

Petter Melin (forskare)

Anna-Ida Johnsson Holmberg (doktorand)

Salome Schneider (postdoc)

Xin-Mei Feng (postdoc)

Klara Båth (postdoc)

Publikationer

 Melin P, Sundh I, Håkansson S & Schnürer J (2007) Biological preservation of plant derivedanimal feed with antifungal microorganisms – Safety and formulation aspects. BiotechnologyLetters 29, 1147-1154.

Johnsson Holmberg A-I, Melin P, Levenfors JP & Sundh I (2009) Development and evaluation of SCAR markers for a Pseudomonas brassicacearum strain used in biological control of snow mould. Biological Control 48, 181-187.

Feng XM, Johnsson Holmberg AI, Sundh I, Ricard T & Melin P (2011) Specific SCAR markers and multiplex qPCR for quantification of two Trichoderma biocontrol strains in environmental samples. BioControl 56, 903-913.

Sundh I & Goettel MS (2011) A comparison of ecological elements of current safety assessments and regulation of microbial and invertebrate biocontrol agents. Bulletin IOBC/wprs 63, 61-64.

Sundh I & Melin P (2011) Safety and regulation of yeasts used for biocontrol or biopreservation in the food or feed chain. Antonie van Leeuwenhoek 99, 113-119.

Sundh I, Hökeberg M, Levenfors JJ & Nilsson AI (2011) Safety assessment of biocontrol and plant growth promoting pseudomonads useful in crop production. Annals of Applied Biology 159, 291-301.

Johnsson Holmberg AI, Melin P, Levenfors JP & Sundh I. (2012) Fate and behaviour of a seed-applied Pseudomonas brassicacearum strain in a winter wheat field trial, determined by analysis with SCAR markers. Biocontrol Science and Technology 22, 379-392.

Sundh I, Chief editor (co-editors Dr Mark S. Goettel, Agriculture and AgriFood Canada and Dr Andrea Wilcks, the Danish CBRN-institute) for book: “Beneficial Microorganisms in Agriculture, Foods and the Environment: Safety Assessment and Regulation”. CAB International, 2012.