Nanoteknologi för framtida växtskydd

Senast ändrad: 04 januari 2020

Mineralnanopartiklar uppstår genom vittring av mineral vid havsbotten och livet på jorden har utvecklats i ständig närvaro av de här partiklarna. I vår forskning använder vi naturens egna nanomaterial och undersöker vilken roll mineralnanopartiklar spelar i växtinteraktionerkan med målet att öka stresstoleransen hos jordbruksgrödor.

Med jordens växande befolkning och klimatförändringar behöver vi ständigt hitta nya lösningar för en hållbar livsmedelsproduktion. Hur ska vi klara av att öka odlingsarealen genom att odla i områden med mindre attraktiva klimat- och väderförhållanden? Hur kan vi minska konsekvenserna av klimatförändringar som temperatursvängningar, översvämningar eller torka?

Stresstolerans ökas med nyttiga mikroorganismer

I vår forskning arbetar vi med att öka stresstolerans hos växter och hjälper dem att skydda sig själva mot förändringar i väder och miljö. Växter samverkar med nyttiga mikroorganismer i naturen för att öka sin stresstålighet. Ibland behöver växterna hjälp på traven för att locka sådana mikroorganismer till sig och samarbeta med dem snabbt och effektivt. 

När en flod översvämmas tillförs marken stora mängder av mineralnanopartiklar som resulterar i ökade skördar och förbättrad stresstolerans hos växter. Men hjälp av moderna analystekniker undersöker vi de kemiska mekanismer som ligger till grund för detta. Målet är att kunna påverka samarbetet mellan växter och mikroorganismer för att förstärka växternas stresstolerans.

Genom att ta reda på vilken roll mineralnanopartiklar spelar i växtinteraktionerkan kan vi arbeta med växtskydd och öka stresstoleransen hos jordbruksgrödor.
Mineralnanopartiklar kan användas för att skapa ett skal på nyttomikroorganismer. En slags artificiella sporer bildas då. Mikroorganismerna kan sedan levereras till rätt ställe för att bekämpa skadegörare t ex på jorbruksgrödor.
Genom att hjälpa växter bilda biofilm på rötterna med hjälp av mikroorganismer får växten ett ökat skydd mot svampinfektioner.

Resultat hittills

  • Hybridmaterial erbjuder breda applikationsperspektiv tack vare att de möjliggör att man kombinerar organiska/biologiska och oorganiska funktioner
  • Typiska sandmineral erbjuder biokompatibla nanopartiklar, för applikation i bland annat växtskydd
  • Mineralnanopartiklar spelar en aktiv roll i växtinteraktioner, förmodligen genom att ansluta till fosfatfunktioner i cellmembraner
  • Mineralnanopartiklar kan agera som nanozymer och lindra stressrespons hos växter

Fakta:

Projekten har finansierats av Vinnova (Nanoformuleringar för innovativ betning av uppsäde) och Formas (Nanoteknologi för innovativt skydd mot skadeinsekter).

Vid SLU har Professor Johan Meijer, Associate Professor Gulaim Seisenbaeva, Dr Martin Palmqvist, Dr Sarosh Bejai och Dr Fredrik Heyman varit aktiva i projektet. På Austrian Institute of Technology (AIT) har Dr Birgit Mitter och Dr Claudia Preininger deltagit. Involverade i forskning har även företagen BioAgri AB och Saatbau Linz AG.