Når nytteplanter må tilpasses nytt klima

Nytteplanter som tåler et varmere, villere og våtere klima kan bli avgjørende i et samfunn hvor temperaturen og befolkningstallet stiger til nye høyder.

– Ingen dyrker planter like langt mot nord som vi gjør i Norge, og klimaendringene skjer raskt og raskere jo lenger nord man kommer, forteller Odd Arne Rognli, professor i genetikk, evolusjon og planteproduksjon ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet (NMBU), til GENialt.

Rognli forteller at gress, som er Norges viktigste avling og dyrkes på to tredjedeler av den dyrkede marken i Norge, kan gå en mørk fremtid i møte. Han er bekymret for tørke, men også overvann samt lave og høye temperaturer. Men mest av alt er det hvordan plantene håndterer vinteren som bekymrer ham. Uten stabile gressavlinger av høy kvalitet må sau og ku enten spise en høyere andel importert kraftfôr, eller så må vi ha færre beitedyr.

Gress under stress

– Forskning som vi har gjort viser at den lengre vekstsesongen og økte temperaturen om høsten fører til dårligere herding og fare for økte vinterskader. Dessuten vil et mildere vinterklima medføre episoder med frysing og tining i områder hvor det vanligvis er stabilt snødekke, noe som gir økt stress fra isdekke og direkte frost, forteller Rognli.

Og mens temperaturen øker, forblir daglengden den samme. Akkurat denne kombinasjonen er Rognli opptatt av. Daglengden bestemmer når flerårige planter starter vekst om våren og stopper veksten om høsten, i samspill med temperaturen. Når kombinasjonen av døgnlengde og temperatur ikke stemmer, vil plantene være i utakt med årets rytme og ikke forstå høstens tegn. Når vinteren kommer er ikke plantene klar for kulden. Resultat kan bli omfattende frostskader.

Samtidig fører også den lengre vekstsesongen og mildere vintre med seg muligheter for å tilpasse og utnytte nye og mer produktive arter som flerårig raigras.

Kontinentalt gress i nordisk jord

– På grunn av den spesielle klimatilpasningen til nordlige klimaforhold så er norske gressorter bare av interesse i markeder på samme breddegrader, og der foregår det ikke mye dyrking. Det betyr også at sorter fra sørligere breddegrader har liten dyrkingsverdi i Norge, da de ofte får store vinterskader, fortsetter professor Rognli.

Nettopp derfor har Rognli og flere forskningskollegaer fra skandinaviske og baltiske land gått sammen med frøindustrien og beredt grunnen for kontinentalt gress i nordisk jord. I et forskningsprosjekt som gikk fra 2012 til 2020 studerte de det høyproduktive raigrasets manglende evne til å tåle kalde nordiske vintre. Resultatet ble at de identifiserte omtrent 30 ulike naturlig forekommende, vinterbestandige raigras, og flere vinterbestandige raigras fremstilt i laboratorier. Kunnskapen gjør at avlsselskapet kan begynne arbeidet med å utvikle nytt, klimatilpasset, høytytende gressfrø, ifølge Rognli.

Genetisk klimatilpassing

I lang tid har foredlingsarbeidet vært begrenset til å velge ut foreldreplantene for den kommende generasjon av nytteplanter. I dag kan det ta 10-15 år å krysse frem nye varianter. En alternativ måte er å bruke genredigering, som kan ta ned mot fire til seks år. Genetisk sett kan en si at genredigering tilsetter et nytt gen eller endrer én enkelt genvariant om gangen, mens foredling er en prosess hvor en velger mellom ulike genvarianter.

– Ved vanlig foredlingsarbeid kan det ta opp mot 20 år å utvikle nye gressorter, men ved genredigering unngår en mange generasjoner med tilbakekryssing og kan dermed spare mye tid, forteller Rognli.

I et annet forskningsprosjekt som Rognli er involvert i, EditGrass4food, forsøker han og kollegaer fra Litauen, Latvia og Estland å bruke genredigering for å utvikle flerårige, vinterherdige raigras. Og gjennom genredigert gress ønsker de øke kunnskapen om genene som er viktige for å tåle norsk klima.

Hurtighet – et tveegget sverd

– En av de store fordelene med genredigering i møte med klimaendringene er utviklingshastigheten. Samtidig kan hastigheten også være en god grunn til bekymring, forteller Odd-Gunnar Wikmark, forskningsleder ved Norce – Genteknologi, miljø og samfunn, til GENialt.

Klimaet forandrer seg raskt og etablerte nyttevekster kan få utfordringer i områder hvor de tidligere har trivdes. Men om de genredigerte, klimatilpassede plantene formerer seg med ville slektninger, risikerer en at genvariantene kan spre seg ut i naturen. Vilt raigras, som Rognli forsker på, vokser allerede på Jæren og Vestlandskysten.

Risiko for spredning

– Hvilke følgeskader som kan komme i kjølvannet av spredningen av en genredigert genvariant er et åpent spørsmål, men det vi vet, er at det vil være helt avhengig av selve genvarianten. Enkelte planter kan nok få en større miljørisiko, og enkelte kan nok få en mindre risiko. Derfor trenger vi gode sporings- og deteksjonsmetoder for å forstå og studere konsekvensene når disse plantene tas i bruk, fortsetter Wikmark.

Foreløpig er ingen genredigerte planter tatt i bruk i Europa, men i en pågående politisk prosess i EU er genteknologilovverket oppe til debatt. Forslaget som EU-kommisjonen la frem i juli 2023 innebærer at genredigerte planter med naturlig forekommende endringer ikke skal omf attes av krav til sporing og deteksjon. Om dette forslaget går gjennom, er Wikmark bekymret for at vitenskapen ikke vil være i stand til å forstå hva konsekvensene blir av all genredigering.

– Dersom det blir en åpnere politikk og lovgivning for genredigering i EU, da kan det komme mye genredigerte planter fort, forteller Wikmark.

En nødvendig risiko?

Men Wikmark er åpen for at klimaendringene kan føre til at man bør ta i bruk genredigering i landbruket.

– Jeg er usikker på om det er nødvendig, men det i hvert fall lurt. Vi må bruke teknologien som er til stede, så lenge det er hensiktsmessig. Vi må være nøye på at de produktene som utvikles er best egnet til å løse de problemene som vi ønsker skal løses. Og for å oppnå det trengs det regelverk og insentivordninger som sikrer at det faktisk er klimatilpassede planter som utvikles. Alternativet er at det kan bli et profittjag fra industrien som fort kan tjene helt andre interesser, forteller Wikmark.

Norce-forskeren ønsker en tilpasset regulering, som gjør det mulig å stille de riktige spørsmålene til de riktige produktene, velkommen.

Genetisk klimatilpassing blir viktig

– For å klimatilpasse norsk planteproduksjon trenger vi genetikk og planteforedling. Samtidig kan også endrede dyrkningspraksiser bidra til mer stabile og robuste avlinger, men det tror jeg vil være av mindre betydning, sier professor Odd Arne Rognli.

Han trekker også frem at dyrkningsmetoder som regenerativt landbruk har potensial til å gi økt stabilitet i forhold til klima, men at det trengs mer forskning for å finne ut hvordan disse dyrkningsmetodene kan bidra i norsk sammenheng. Wikmark, som selv holder til i de nordligste deler av landet, er bekymret for de store områdene dyrket mark han ser ligge i brakk i sin landsdel.

– Jeg forstår det kan være vanskelig med lønnsomheten, men dagens situasjon med stor grad av import og lave matpriser i butikken må endres. Situasjonen i dag bekymrer meg, avslutter Wikmark.