Kinesiska forskare har utvecklat en generation av ”rena och bördiga potatislinjer” med genomredigeringsmetoder i en banbrytande prestation. Experimentet, leds av Huang Sanwen, en forskare med Jordbruks Genomics Institute i Shenzhen (AGIS) under Chinese Academy of Agricultural Sciences (CAAS), använde genomdesign för att förvandla potatisavel från ett långsamt, icke-ackumulerande läge till ett snabbt iterativt.
Till skillnad från andra grödor, potatis, förökas knölgrödan klonalt snarare än utsäde. Som ett resultat står potatisuppfödning inför en rad problem, inklusive långa avelscykler, låg reproduktionseffektivitet, sjukdomar och skadedjursattack, berättade Huang, generaldirektör för AGIS, China Media Group (CMG).
Dessutom, på grund av dess genoms komplexitet, är potatis genetiska förbättring och avelsprocessen mycket långsam, tillade Huang.
För att ta itu med utmaningarna med potatisodling, initierade Huang och hans team "Upotato Plan" 2015, i syfte att ersätta vegetativ reproduktion med hybridfrön via genomdesign och förbättra potatisavelshastighet och reproduktionseffektivitet.
”Vi måste först lösa problemet med självkompatibilitet, det vill säga att potatis inte producerar frön efter självbestämning. Genom materialval och genredigering har vi lyckats ta itu med problemet och producerat frön, säger Huang.
”Under tiden har vi också upptäckt hur vi kan förbättra växthälsan och produktionen. Genom genomdesign eliminerade vi skadliga mutationer, aggregerade goda gener och odlade slutligen potatisorten kallad 'Upotato NO. 1. ' Efter testning har det visat utmärkt prestanda. ”
Forskningen är världens första tillämpning av ”genomdesign” inom potatisavel, enligt CAAS. Deras internationella kamrater har känt teamets arbete. "Detta arbete är mycket viktigt eftersom det är relevant för att mata planeten", säger Sofin Kamon, en medlem av European Academy of Sciences. ”Vad professor Huang och hans team gjorde är att de i huvudsak uppfann potatisen. De uppfann grödan på nytt från grunden. Hybridpotatis och hybridpotatisteknologi är verkligen fantastiska när det gäller att ta potatisgrödan till den moderna tidsåldern för växtförädling. ”
En rättegång av potatisen "Upotato nr 1" genomfördes i Yunnanprovinsen i sydvästra Kina i november förra året. Produktionen visade sig vara långt över förväntan i februari.
"Utbytet av första generationens hybridpotatis var nära 3 ton per mu (cirka 45 ton per hektar), vilket motsvarar utbytet av de bästa potatisorterna i regionen," Zhang Chunzhi, första författare till forskningspapperet och medlem av AGIS, berättade för CMG.
"Vi behöver nu bara 2 gram potatisfrön för ett land på ett mu, jämfört med 200 kg utsädespotatis tidigare, vilket kraftigt minskar planteringskostnaderna."
För nästa steg kommer forskarna att stärka teknikforskningen och utvecklingen för att förbereda sig för industrialiseringen av potatisfrön, tillade Zhang.