Turun yliopiston tutkijat havaitsivat, että jopa erittäin pienet jäämät glyfosaattipohjaista torjunta-ainetta maaperässä vähentävät kasveissa eläviä endofyyttisiä mikrobeita, joiden tehtävä on tukea kasvien terveyttä ja kasvua. Tutkimuksessa mikrobien esiintyvyyttä tarkasteltiin koealalla kasvatetuissa puutarhamansikan taimissa.
Kenttätutkimuksessa tutkijat käyttivät sallittuja torjunta-ainemääriä ja selvittivät maaperän glyfosaattijäämien vaikutusta endofyyttisiin mikrobiyhteisöihin puutarhamansikan taimissa.
Koepellolla kasvaneista mansikan taimista kerätyt näytteet osoittivat, että vaikka jäämillä ei ollut vaikutusta esimerkiksi eri mikrobilajien määrään mikrobiyhteisössä tai puutarhamansikoiden kasvuun, tiettyjä kasveille hyödyllisiä endofyyttisiä mikrobeja esiintyi suhteellisesti vähemmän mansikan taimissa, jotka olivat altistuneet rikkakasvien torjunta-ainejäämille maaperässä.
– Nämä kasveille hyödylliset mikrobit ovat endofyyttisiä, eli ne elävät kasvien lehdissä ja juurissa. Ne ovat bakteereita ja sieniä, jotka muodostavat mikrobiyhteisöjä kasveissa. Nämä mikrobiyhteisöt edistävät isäntäkasviensa ravitsemusta sekä taudin- ja stressinsietokykyä. Nämä endofyyttiset mikrobit ovat siis kasvien välttämättömiä kumppaneita, sillä kasvit ovat niistä riippuvaisia terveyden ja selviytymisen kannalta, kertoo tohtori Suni Mathew Turun yliopiston biologian laitokselta.
Glyfosaattipohjaisia torjunta-aineita käytetään rikkakasvien hävittämiseen pelloilla ennen kylvöä, ja niiden väitetään hajoavan nopeasti maaperässä, niin että kahden viikon odotusajan jälkeen istutetut viljelykasvit eivät altistu kemikaalille. Muut tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että maaperästä löytyy pieniä määriä glyfosaattijäämiä vielä kahden viikon jälkeenkin.
Tässä tutkimuksessa koepellolla palstat ruiskutettiin Suomessakin sallitulla konsentraatiolla glyfosaattipohjaista rikkakasvien torjunta-ainetta (glyfosaattipitoisuus 450 g L–1, CAS: 3864-194-0, levitysmäärä: 6,4 L ha−1) ja kontrollipalstoja ruiskutettiin vesijohtovedellä. Ruiskutuksen jälkeen tutkijat noudattivat kahden viikon odotusaikaa ennen mansikan taimien istuttamista.
Tutkijat alkavat vasta ymmärtää endofyyttisten mikrobien merkitystä kasvien terveydelle
Glyfosaatin vaikutus perustuu shikimate-reitin estämiseen. Se on aminohapposynteesissä tietty aineenvaihduntareitti, joka löytyy kasveista, mutta ei eläimistä. Tämä reitti on kuitenkin läsnä myös monissa mikrobeissa.
– Usein unohdetaan, että shikimate-reitti on läsnä myös mikrobeissa. Tiedämme jo, että glyfosaattipohjaiset rikkakasvien torjunta-aineet ja niiden jäämät voivat vaikuttaa joihinkin maaperässä vapaasti eläviin mikrobeihin. Kaiken kaikkiaan olemme vasta alkamassa ymmärtää endofyyttisten mikrobien merkitystä kasvien terveydelle. Siksi on tärkeää tutkia, vaikuttavatko glyfosaattijäämät myös näihin mikrobeihin. Ja jos vaikuttavat, seuraava kysymys on, millaisia seurauksia tällä on kasvien ravitsemukseen, terveyteen ja sairauksien vastustuskykyyn, tohtori Mathew sanoo.
Tutkimuksessa hyödynnettiin myös uutta bioinformatiikan lähestymistapaa sen selvittämiseksi, liittyvätkö mikrobiyhteisöjen muutokset niiden herkkyyteen glyfosaatille. Tulokset osoittivat, että torjunta-ainejäämille altistuneiden taimien juurien mikrobiyhteisössä oli enemmän mahdollisesti glyfosaattiresistenttejä bakteereja kuin kontrollipalstalla kasvaneiden taimien juurissa. Tämä bakteeriyhteisön muutos, joka mahdollisesti suosii glyfosaattiresistenttejä bakteereja, voi köyhdyttää mikrobien monimuotoisuutta.
– Tutkimuksemme osoittaa, kuinka hyvin pienetkin maatalouskemikaalijäämät voivat vaikuttaa kasveihin liittyviin mikrobeihin. Muutokset tiettyjen kasveille hyödyllisten endofyyttisten mikrobien runsaudessa ja mahdollisesti glyfosaattiresistenttien bakteerien dominanssissa voivat olla huolestuttavia, jos niillä on vaikutuksia kasvien terveyteen pitkällä aikavälillä, korostaa tohtori Mathew.
Tutkimus julkaistiin Journal of Applied Microbiology -lehdessä.
Kuva: Oliver Hale
