Hållbar produktion av insekticida och akaricida metaboliter från endofytiska svampar med fastfasjäsning

Förvandla dolda svampar till växtskyddare

Modern odling är i hög grad beroende av kemiska bekämpningsmedel för att hindra insekter och kvalster från att förstöra skörden. Dessa kemikalier kan dock skada pollinatörer, kontaminera jord och vatten och driva fram resistens hos skadedjur. Denna studie undersöker en helt annan strategi: att rekrytera harmlösa svampar som lever inne i vete rötter och få dem att omvandla jordbruksrestprodukter till naturliga, skadegörardödande blandningar, vilket potentiellt kan erbjuda ett säkrare skydd för grödor och miljö.

Tysta allierade i vetets rötter

Forskarna började med en enkel fråga: skulle de mikroskopiska svampar som naturligt lever i friska vete rötter kunna hjälpa till att försvara växten? Dessa så kallade endofytiska svampar lever inne i växtvävnad utan att orsaka sjukdom. Teamet samlade veteplantor från tre regioner i Egypten och isolerade 38 olika svampstammar från deras rötter. De testade sedan varje stam för att se hur väl den kunde producera kemiska föreningar och enzymer som är kända för att skada insektskroppar eller fungera som naturliga bekämpningsmedel. En framstående stam, betecknad MORSY‑27 och senare identifierad som en Geomyces‑art, producerade konsekvent de högsta nivåerna av dessa potentiellt skyddande substanser.

Mata svampar med jordbruksavfall

För att ett biologiskt bekämpningsmedel ska bli användbart i praktiken måste det vara billigt och skalbart. Istället för att odla svampen i vätsketankar använde forskarna fastfasjäsning och lät den växa på fuktiga växtrester som annars skulle kastas—som apelsin‑ och tomatmassa, bananskal, taroavfall, solroskaka och stjälkar från en bladgrönsak kallad molokhia. Dessa material är rika på sockerarter, fibrer, oljor och proteiner och efterliknar svampens naturliga miljö. Genom att justera temperatur och fukthalt sökte teamet efter betingelser som fick svampen att producera så stora mängder pesticidala föreningar som möjligt.

Hitta det bästa receptet för naturliga toxiner

Under mikroskopet och genom kemiska analyser visade Geomyces sp. MORSY‑27 sig vara en produktiv mini‑fabrik. På flesta av växtresterna producerade den fyra huvudgrupper av växtlika kemikalier—fenoler, flavonoider, terpenoider och alkaloider—samt fettsyror som kan störa insektsceller. Den utsöndrade också kraftfulla enzymer som bryter ner insekters och kvalsters yttre skal (kutikula), inklusive enzymer som äter chitin, klipper protein och bryter ner fett. Solroskaka och taroavfall var särskilt bra näringskällor, och en temperatur runt 20 °C med måttlig fukthalt gav den mest rika blandningen av dessa bioaktiva molekyler. När teamet analyserade solrosbaserat extrakt med gaskromatografi–masspektrometri fann de 39 olika föreningar, många relaterade till fettsyraestrar och amider som tidigare kopplats till insekt‑ eller mikrobdödande aktivitet.

Test av den svampbaserade blandningen

För att se om dessa blandningar verkligen skadade skadedjur testade forskarna extrakten mot två stora jordbruksfiender: svart snedstreckstyng (black cutworm), vars larver kan utplåna unga plantor, och tvåfläckig spindelkvalster, en liten savsugare som angriper hundratals grödor. När larver åt blad behandlade med svampextrakten fördröjdes deras utveckling dramatiskt; i vissa behandlingar förlängdes larvstadiet från cirka 18 till mer än 40 dagar. Många larver och puppor dog, och överlevande framträdde ofta som missbildade vuxna med skrumpna vingar eller fastnade i ofullständiga ömsningar, tecken på att deras hormoner och kutikelbildning störts. Hos spindelkvalster orsakade extrakten kraftig, dos‑ och tidsberoende vuxendödlighet och minskad äggkläckning. Vissa behandlingar nådde nästan 100 % vuxendöd och total äggmisslyckande när honor exponerades före äggläggning.

Vad detta kan innebära för framtidens jordbruk

För en icke‑specialist är budskapet tydligt: genom att samarbeta med svampar som redan lever i grödor och mata dem med billiga växtrester kan det vara möjligt att brygga kraftfulla, naturliga bekämpningsblandningar. Den Geomyces‑stam som studerades förvandlade solros‑ och andra processningsrester till en komplex blandning av enzymer och oljor som förlamade larver och spindelkvalster samtidigt som den använde förnybara, lågkostnadsinsatser. Även om ytterligare arbete behövs för att isolera de säkraste ingredienserna, testa dem i fält och jämföra dem med befintliga produkter, pekar detta tillvägagångssätt mot en framtid där bönder kan skydda skördarna med skräddarsydda svampallierade snarare än att i första hand förlita sig på syntetiska kemikalier.

Citering: El-Gendy, M.M.A.A., Sadek, H.E., Barghout, M.E. et al. Sustainable production of insecticidal and acaricidal metabolites by endophytic fungi using solid-state fermentation. Sci Rep 16, 11356 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40413-w

Nyckelord: biopesticider, endofytiska svampar, vheat skadedjur, fastfasjäsning, hållbart jordbruk