Jordbærbakterier mot yngelråte

Tekst: Tora Fougner-Økland

Bakterier har gjerne et dårlig rykte. De “snille” bakteriene som lever i tarmene våre og holder fordøyelsen i form, får ofte mindre oppmerksomhet enn for eksempel  E. coli eller Salmonella-slekten. Men de siste årene har bakterienes omdømme fått et løft: vi har begynt å forstå hvor mange funksjoner de har, og hvor integrerte de er i hele vår verden. Sammensetningen av mikrobene som lever i kroppen vår kalles av og til et “glemt organ” og knyttes til sannsynligheten vår for å utvikle blant annet astma, allergier eller tarmkreft.

Også i bienes verden spiller bakterier en viktig rolle. Bier har det største mangfoldet melkesyrebakterier som noen gang er funnet i et insekt, som tyder på at symbiosen deres går langt tilbake i tid. Disse bakteriene er for eksempel viktige når biene skal gjøre pollen om til biebrød. Ved å blande pollen med litt nektar med melkesyrebakterier fra magen, fermenterer de det til en sunn proteinkake som holder i lang tid. Det samme gjør de med honning. I fersk honning lever det til og med melkesyrebakterier som produserer stoffer som kan motvirke selv antibiotikaresistente sykdomsbakterier.

Selv planter har komplekse samarbeid med bakterier som har utviklet seg over tid. Det er bakterier som har fått spesiell tillatelse til å flytte inn i røttene på enkelte planter som gjør det mulig for planten å ta nitrogen fra luften. Dette kan planten bruke til å lage ekstra proteinrike frø – eller bønner, som vi kaller dem.

Samarbeid med antibiotikaprodusent

Noen bakterier har et triks for å konkurrere mot andre typer bakterier: de produserer stoff som hindrer veksten av bakterier eller sopp. En type antibiotika, med andre ord. Vi vet at slike bakterier lever i jorda og i symbiose med planter, men stort mer vet vi ikke – hvilke typer bakterier, hvor de vokser, eller hvordan de spres.

I et drivhus i Korea har en gruppe forskere dyrket jordbær i mange år, og har kartlagt hvilke bakterier som til enhver tid vokser i og med planten. De la merke til at forekomsten av en gråskimmel-sopp var mye høyere når forekomsten av en bestemt bakteriegruppe var lav i jordbærplantene. De så også at honningbier i drivhuset kunne ta med seg denne blomster-bakterien når de bærer pollen, og dermed kunne «smitte» nye blomster. Hva slags betydning hadde dette for plantenes helse? Var disse små bakteriedosene nok til å bekjempe en råte?

Hemmet gråskimmel: Når gråskimmel ble dyrket alene (venstre) spredte den seg over hele skålen, mens når bakteriene (her merket SF7B6 og SP6C4) ble dyrket i samme skål, holdt soppen seg i midten (høyre). Bilde: Kim et al., 2019

 

Biebesøk halverte soppangrep

For å få svar, infiserte de noen jordbærplanter med denne sopphemmende bakterien. De bakteriebehandlede plantene ble satt i et drivhus sammen med mange andre, ubehandlede planter. I drivhus uten honningbier holdt bakterien seg på de infiserte plantene, men der det var honningbier, spredte bakterien seg raskt. Resultatene for plantenes helse var tydelig. I drivhus uten honningbier fikk 42% av blomstene gråskimmel, men i drivhus med honningbier fikk bare 12% av plantene symptomer.

I tillegg kunne de følge bakterien og se at den spredte seg gjennom planten. Fra jorda, inn i røttene og stilken, og til slutt inn i pollenet. Men prosessen gikk også motsatt vei: bakterier fra blomstene bevegde seg gjennom planten og ned til røttene. Mange bakterier kan forårsake råte dersom de kommer seg inn i plantens røtter. Derfor har mange planter strenge grensekontroller for hvem som får slippe inn. Når en bakterie får bevege seg fra jorda og inn i en sukkerfylt, levende plante, er det altså et privilegium ytterst få bakterier får oppleve. Det skjer som regel fordi det tjener planten, eller fordi bakterien har lurt planten trill rundt.

Motvirker yngelråte

Honningbien var ikke en simpel budbringer i dette samspillet. Biene beholdt nemlig noen av bakteriene for seg selv, i tarmen. For å se om biene hadde noe å vinne på dette, blandet forskerne pollen med bakterien som forårsaker lukket yngelråte. Dette er en dramatisk bisykdom som heldigvis er sjelden i Norge, men kan lett ta knekken på et bifolk. Mens 78% av biene som fikk dette pollenet døde, døde bare 40% av biene som fikk blomsterbakterien i tillegg. På samme måte som at en bie får litt nektar av blomsten som takk for å pollinere blomsten, gjorde bakterien en tjeneste for pollensprederene.

Denne studien fokuserer på en veldig spesifikk sammenheng. Forskerene har konsentrert seg om én type bakterie, ett insekt, én blomst og en sykdom for hver av dem. De har også gjort det i relativt sterile omgivelser. Bakterien de jobbet med var naturlig tilstede i drivhuset, men en åker eller eng har høyere bakteriemangfold. Når et så komplekst samspill kan påvises i et drivhus, hva sier det om den virkelige verdenen? Hvordan forandrer kunstgjødsel og sprøytemidler bakteriene som er tilgjengelige i jorda? Hva gjør det med insektene som ellers drar nytte av et slikt samspill?

Kim, D., Cho, G., Jeon, C. et al. A mutualistic interaction between Streptomyces bacteria, strawberry plants and pollinating bees. Nat Commun 10, 4802 (2019) doi:10.1038/s41467-019-12785-3

Artikkelen kan leses her.