Risplanten har gæller

Mange af verdens vigtigste afgrøder risikerer at rådne op på markerne, hvis de globale klimaforandringer giver flere oversvømmelser, der sætter dem under vand i længere perioder.

Det gælder også ris, en af menneskets vigtigste afgrøder.

Ole Pedersen, professor i ferskvandsøkologi, er optaget af at være på forkant med konsekvenserne af klimaforandringerne. Samtidig er han en af de forskere inden for den akvatiske forskningsverden, der ved mest om, hvorfor ris kan tåle at stå neddykket under vand i op til en uge.

Risplanter kan (kun) overleve en uge under vand

Den grundlæggende forklaring er, at risplanter har en særlig nanostruktur på bladene, som ved oversvømmelse skaber en luftlomme. Den er kun en tyvendedel af en millimeter tyk, og forskerne kalder det en gasfilm.

Ved hjælp af nogle avancerede mikro-elektroder, han selv har udviklet, har Ole Pedersen kunnet aflure risplanten nogle af dens hemmeligheder. Professoren kan måle plantens udveksling af CO2 og ilt med omgivelserne via gasfilmen, og det har afsløret, at risplanter ’ånder’ igennem gasfilmen – meget lig den måde som gællerne virker på hos fisk.

Derfor kan fotosyntesen fortsætte for risplanten i op til en uge. Hvis der imidlertid kommer en større oversvømmelse i fx tre uger, vil risplanterne gå til.

Men ikke hvis det står til Ole Pedersen og hans ligesindede. På fx Filippinerne eksperimenter et internationalt center med at flytte en gruppe særlige gener (kaldet Sub-One) fra en indisk risplante over i kommercielle ristyper. Det gør dem mere modstandsdygtige over for voldsommere og længevarende oversvømmelser, og det giver ham håb.

»Det er utroligt at se risbønder på Filippinerne stå ved deres mark med den nye ristype, som har været oversvømmet i tre uger, og de oplever måske at få et 30 procents udbyttefald, men inde på nabomarken, hvor risbonden har anvendt en gammeldags sort, er alting bare dødt. Derfor ved jeg, at det kan lade sig gøre,« siger Ole Pedersen.

Den store genjagt

På Filippinerne er det FN’s International Rice Research Institute (IRRI), der har forædlet risplanterne, og Ole Pedersen har indledt et samarbejde.

Han er tillige i dialog med australske forskere, der ved alt om at flytte rundt på planters egenskaber ved forædling, og for fire år siden tog han hul på et samarbejde med japanske forskere, der har fundet genet, Leaf Gas Film 1 (LGF1), der omslutter risplanten med beskyttende film. Japanernes opdagelse blev publiceret i tidsskriftet New Phytologist i marts 2018.

Det er LGF1, der står for at lave nogle meget fine nanostrukturer på overfladen af risplanternes blade. Nanostrukturerne gør det umuligt for vand at trænge ind i bladene, og jo bedre LGF1 virker i afgrøder, jo mere vandafvisende bliver de – det gælder også i fx hvede, hvis genet er til stede.

Resultater ude på markerne om 10 år

Fundet af LGF1 var særlig vigtigt, fordi IRRI lod Ole Pedersen og hans samarbejdspartnere vide, at hvis de ikke kunne identificere den præcise nedarvning, der styrer risplanters vandafvisende egenskaber, ville det være umuligt at komme videre med forædlingen af nye oversvømmelsestolerante typer af ris.

Men det lykkedes, og Ole Pedersen antager, at det vil tage cirka 10 år at få resultaterne at se ude på markerne; den tid, det plejer at tage, fra man har opdaget nogle egenskaber, til kommercielle kultivarer eller sorter er udviklet. Næste etape beskriver biologen således:

»Vi skal have flyttet de specifikke egenskaber ved LGF1 over i de højtydende, kommercielle sorter, uden at det sker på bekostning af deres specialiserede sygdomsresistens eller evnen til at optage kvælstof, fosfor og andre ting. Vi har i dag har mange forskellige sorter i både Sydøstasien, Japan, Afrika og Mellemamerika, så vi er nødt til at gøre det mange gange, og det vil tage nogle år.«