Gå till innehåll
  • svg_comments atlicons_arrow svg_facebook svg_linkedin svg_mail atlicons_menu svg_playsvg_search atlicons svg_twitter atlicons_facebook_f atlicons_login dlp-lrftag
    Lantbruk 27 januari 2018

    Forskare i Lund först med att kartlägga havrens genom

    Arvsmassan i havrens 42 kromosomer är nu kartlagda och skapar nya möjligheter till förädling av nya och nyttigare sorter samt att få fram sorter för framtidens jordbruk.

     Olle Olssons forskning lade grunden till bioteknikföretaget Crop Tailor.
    Bild 1/4 Olle Olssons forskning lade grunden till bioteknikföretaget Crop Tailor. FOTO: Anders Kristensson
     Havrens genom är komplext, när man visar koden på en skärm behövs över två miljoner skärmbilder.
    Bild 2/4 Havrens genom är komplext, när man visar koden på en skärm behövs över två miljoner skärmbilder. FOTO: Anders Kristensson
     Sex forskare jobbar i Crop Tailors labb. Här pipetterar Alfia Khairullina preparat.
    Bild 3/4 Sex forskare jobbar i Crop Tailors labb. Här pipetterar Alfia Khairullina preparat. FOTO: Anders Kristensson
     Prototyp havre i fröpåse.
    Bild 4/4 Prototyp havre i fröpåse. FOTO: Anders Kristensson

    Det är företaget Crop Tailor i Lund som ligger bakom bedriften.

    – Att kartlägga havrets genom är ett drömprojekt och något som jag velat göra i många år, dessutom var det oväntat och extra roligt att vi hann före amerikanerna, säger Olle Olson, professor i molekylär biokemi, till ATL.

    Tidigare har det varit ekonomiskt omöjligt för Crop Tailor att genomföra kartläggningen av havrens arvsmassa eftersom genomet är mycket stort och komplext. Men den teknikutveckling som har skett inom DNA-sekvenseringsteknologin de senaste åren har pressat ner kostnaderna. Så när finansieringen av projektet väl var löst tog det till slut bara ett år för Crop Tailor att kartlägga genomet. Projektet blev betydligt billigare än de drygt 100 miljoner kronor som det hade kostat tio år tidigare.

    Hackade sönder kromosomerna

    För att genomföra projektet användes den så kallade shotguntekniken där man hackar sönder kromosomerna i överlappande fragment och sedan pusslar ihop dem igen.

    – Det tog oss ett knappt års tid i labbet i Lund att få fram havrens DNA och därefter sekvensbestämma de 20 miljarder DNA-fragment som shotguntekniken delat upp genomet i. Det är en helt ofattbar stor datamängd! Sedan skickade vi ner rådata till ett specialiserat företag i Israel som på fyra veckor pusslade ihop de 20 miljarder fragmenten igen. Resultatet blev ett genom som till 95 procent är intakt, berättar Olle entusiastiskt.

    Det är havresorten Belinda som Crop Tailor har kartlagt och nu kommer forskarnas arbete fortsätta då de också vill ta fram genom på andra havresorter. Lantmännen är majoritetsägare i Crop Tailor och har redan börjat integrera forskningsresultaten som Lundaföretagets forskare har tagit fram.

    – Lantmännen är världsledande på havreförädling. Genom kartläggningen av genomet hos Belinda öppnar sig nu möjligheten att ta fram ett referensgenom för hela arten havre, Avena sativa, där man kan jämföra de genetiska olikheterna inte bara mellan olika förädlade sorter utan också undersöka tidigare förädlingslinjer, landraser och så vidare, berättar Lantmännens forskningschef Mats Larsson.

    ”Förädlingsarbetet kommer effektiviseras”

    Lantmännen vill satsa mer resurser för att Crop Tailor ska kunna ta fram ett referensgenom. När de genetiska markörerna är identifierade, det vill säga var på DNA-strängen som en viss egenskap sitter, kommer detta att ge ett försprång mot konkurrenterna i förädlingsarbetet.

    – Detta innebär att förädlingsarbetet kommer att kunna effektiviseras och styras mycket exakt för att göra havren nyttigare och bättre att odla. Värdet på havre kommer att höjas och konsumenternas vilja ökar att betala lite mer. Dessutom kommer vi att kunna exportera mer utsäde, förklarar Mats Larsson.

    Olle Olsson är mer än entusiastisk över planerna framöver.

    – Tanken är att börja med att kartlägga fem etablerade sorter men den långsiktiga ambitionen är att ta reda på allt om alla havresorter. Till slut kommer vi få fram en mängd olika genom hoplagda till ett enda supergenom. Vi kommer då att se skillnader i genuppsättning mellan sorterna och kunna identifiera de grundläggande gener som alla sorter har gemensamt. Detta är basgenerna och dessa kan man förmodligen inte korsa bort utan negativa konsekvenser för plantan, säger Olle Olsson.

    På Crop Tailor har man under tio års tid satsat på att ta fram havreprototyper med nya eller förbättrade egenskaper. Man har redan fått fram linjer med höga halter av betaglukan och proteiner. Med genomets hjälp vill man också ta fram linjer med optimerade egenskaper för kväve- och fosforupptag för framtidens jordbruk. I samarbete med Lantmännens havreförädlare kan sedan vissa av dessa utvecklas till kommersiella havresorter.

    Tekniken möjliggör utvecklingen

    – Framtidens jordbruk måste vara mer ekologiskt hållbart med ett minimum av läckage av kväve och fosfor. Det som är trixigt är att utveckla ett hållbart jordbruk utan att göra avkall på utbytet. Vår ambition är att optimera odlingen för just de havresorter vi tar fram. Vi kallar konceptet ”Sustainable Intensified Agriculture”. Ett led i detta är att ta fram havresorter som kan ta upp näringsämnen mer effektivt, men precisionsodlingskonceptet kommer också att utvecklas ytterligare, säger Olle Olsson.

    Återigen är det framstegen i tekniken som möjliggör utvecklingen. Med hjälp av mikrosensorer placerade inuti plantan kommer man i framtiden att kunna följa och mäta näringsupptaget i realtid i enskilda växter. Genom att koppla denna kunskap till förädlingen kommer nya linjer med optimerade egenskaper tas fram.

    – Vi har kämpat i många år och nu plötsligt kommer det nya supereffektiva tekniker som är helt revolutionerande. Trots att jag har hållit på i många år har det aldrig varit roligare att forska än just nu! Det är en mycket spännande tid vi befinner oss i, avslutar Olle Olsson.

    LÄS OCKSÅ: Växtförädlare välkomnar besked från EULÄS OCKSÅ: Ny kampanj ska lyfta havreLÄS OCKSÅ: Genändrat vete kan bli framtidens olja

    Fakta

    Västsvenska Lantmännens forskningsstiftelse var med och startade upp Crop Tailor 2007. Företagsidén var framsprungen ur Olof Olsson forskning som var finansierad av medel från Formas, Vetenskapsrådet, Stiftelsen för Lantbruksforskning (SLF) med flera. Även Oatlys grundare Rickard Öste och några privatpersoner var med bland grundarna.

    Crop Tailors huvudsakliga aktivitet är att bedriva förförädling av havre. Bland annat har man använt en kemisk metod för att öka den genetiska variationen och få fram önskvärda mutationslinjer med högre halter av bland annat de viktiga, kolesterolsänkande fibrerna betaglukan men också med högre proteinhalter.

    I och med att havrens DNA sekvens nu är känd öppnar detta för möjligheten att använda effektiv CRISPR/Cas-teknik för att byta ut enskilda baspar, så kallade punktmutationer, i havregenomet och på så sätt få fram havrelinjer med egenskaper man är ute efter. Denna teknik är godkänd av jordbruksverket och räknas inte som GMO, genmodifierad organism, eftersom samma typ av punktmutationer sker spontant under hela växtens utveckling.

    Relaterade artiklar

    Läs mer om

    Till toppen