Forskere fra avlsvirksomheden Solynta og Wageningen University & Research har identificeret, klonet og karakteriseret nøglegenet for selvbefrugtning i diploide kartofler. Denne opdagelse gør det muligt at gøde kartoffelplanter med deres eget pollen.
Nu SLI gen ( S-locus inhibitor) er blevet identificeret, kan opdrættere bruge hybrid avlsteknikker, avle hurtigere og mere præcist end det er muligt med traditionel avl. Som følge heraf kan nye modstandsdygtige og nærende sorter hurtigt bringes på markedet, hvilket bidrager til en mere bæredygtig kartoffeldyrkning. Resultatet af den molekylære analyse af Sli er publiceret i det videnskabelige tidsskrift Nature Communications .
Genome kartoffel kompleks
Kartoflen er verdens mest producerede fødevareafgrøde efter hvede og ris. Afgrøden bliver også stadig vigtigere i udviklingslandene på grund af dens ernæringsmæssige værdi. Men i modsætning til dets hverdagslighed har de nu dyrkede kartofler et overraskende komplekst genom. Dette gør kartofler meget vanskelige at forbedre med traditionelle forædlingsteknikker. Mellem den første krydsning af to kartoffelplanter; og markedsføring af den endelige kommercielle sort kan nemt tage 10 til 15 år. Derfor er der kun sket beskedne fremskridt inden for genetisk krydsning gennem det seneste århundrede. Karakteristika, der bidrager til bedre sygdomsresistens, tilpasning til det skiftende klima og højere udbytter.
Hybrid avl
Hybrid avl kan ændre dette. Teknikken, som er adskilt fra genetisk modifikation, har allerede bidraget til hurtig forbedring af afgrøder; såsom majs, tomat, sorghum, kål og sukkerroer. Og kunne også være med til hurtigt at udvikle nye kartoffelsorter; som er tilpasset lokale forhold som tørke eller kraftig nedbør. En anden stor fordel er, at hybridkartoffelsorter vokser fra frø i stedet for de traditionelle læggekartofler. Frøet er desuden sygdomsfrit og kræver mindre kemisk beskyttelse efter såning. Frø kan også lettere opbevares og transporteres til kartoffelavlere, fordi det fylder meget mindre end læggekartofler.
Kartoffelavl
Forædling af hybridkartofler er baseret på krydsning af diploide kartofler. Hver celle indeholder to fulde sæt kromosomer (et fra hver forælder) i stedet for vores dyrkede kartoffel. Det komplekse genom består af fire sæt kromosomer (tetraploide). I modsætning til krydsede tetraploide kartofler har alle afkom af krydsede diploide kartofler i hybridavl nøjagtig de samme egenskaber som deres forældre. Dette muliggør hurtigere og mere målrettet avl.
"For fuldt ud at kunne udnytte mulighederne for hybrid kartoffel avl, var vi først nødt til at identificere, klone og karakterisere nøglegenet for selvkompatibilitet i kartoflen, Sli (S-locus-hæmmer),« forklarer professor i planteavl Richard Visser fra Wageningen University & Research. (WUR). "Et vigtigt element i hybridavl er fastlæggelsen af ønskelige egenskaber ved de to forældrelinjer ved hjælp af indavl. I løbet af evolutionen har mange planter, herunder stort set alle diploide kartoffelarter, forhindret indavl ved at forhindre sig selv i at gøde sig selv, altså blive selvinkompatible.
Nøglegen sli-gen
Dette kan nu overvindes med Sli gen. Muligheden for selvkompatibilitet i diploide kartofler som sådan og også dens placering på kromosom 12 havde været kendt i nogen tid, men endnu var genet, der koder for denne egenskab, ukendt og var endnu ikke blevet isoleret og karakteriseret. Takket være genetisk analyse og genom-sekventering er dette nu blevet opnået. Det Sli genet har således nøglen til hurtig og effektiv avl af nye diploide kartofler."
Ernst-Jan Eggers, genetiker hos Solynta, forklarer: 'Vores virksomhed brugte allerede Sli gen ved at krydse selv-inkompatible diploide linjer med en Sli gendonor. Forhåbentlig vil disse nye indsigter også hjælpe med at opdage nye varianter af Sli gen, der hjælper med at selektere for forbedret smag, effektiv vandforbrug, sygdomsresistens og andre egenskaber, der er vigtige i vores konstant foranderlige verden. Med denne viden lærer vi også mere om selv-inkompatibilitetssystemer. Det er vigtigt ud fra et grundlæggende videnskabeligt perspektiv, og det kan også give et markant løft til forædlingen af andre afgrøder fra samme familie som kartoflen, såsom tomater, auberginer og peberfrugter.'
Naturkommunikation
Solynta og WURs forskning er beskrevet i det videnskabelige tidsskrift Nature Communications . Solynta og WUR har arbejdet sammen i nogen tid. Nu, hvor de i fællesskab har løst problemet med selv-inkompatibilitet, vil de fokusere på andre spørgsmål på vejen til kartofler, der kræver færre pesticider og er mere modstandsdygtige over for virkningerne af klimaændringer.