Forskare från avelsföretaget Solynta och Wageningen University & Research har identifierat, klonat och karakteriserat nyckelgenen för självbefruktning i diploid potatis. Denna upptäckt gör det möjligt att gödsla potatisplantor med eget pollen.
Nu SLI gen ( S-locus inhibitor) har identifierats, kan uppfödare använda hybridaveltekniker, avla snabbare och mer exakt än vad som är möjligt med traditionell avel. Som ett resultat kan nya spänstiga och näringsrika sorter snabbt komma ut på marknaden, vilket bidrar till en mer hållbar potatisodling. Resultatet av den molekylära analysen av Sli har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Nature Communications .
Genome potatiskomplex
Potatisen är världens mest producerade matgröda efter vete och ris. Grödan blir också allt viktigare i utvecklingsländerna på grund av dess näringsvärde. Men i motsats till dess vardaglighet har den nu odlade potatisen ett förvånansvärt komplext genom. Detta gör potatisen mycket svår att förbättra med traditionella förädlingstekniker. Mellan den första korsningen av två potatisplantor; och marknadsföring av den slutliga kommersiella sorten kan lätt ta 10 till 15 år. Därför har endast blygsamma framsteg gjorts inom området för genetisk korsning under det senaste århundradet. Egenskaper som bidrar till bättre sjukdomsresistens, anpassning till det förändrade klimatet och högre avkastning.
Hybridavel
Hybriduppfödning kan förändra detta. Tekniken, som är skild från genetisk modifiering, har redan bidragit till en snabb förbättring av grödor; såsom majs, tomat, sorghum, kål och sockerbetor. Och skulle också kunna bidra till att snabbt utveckla nya potatissorter; som är anpassade till lokala förhållanden som torka eller kraftiga regn. En annan stor fördel är det faktum att hybridpotatissorter växer från utsäde istället för den traditionella sättpotatisen. Fröet är dessutom sjukdomsfritt och kräver mindre kemiskt skydd efter sådd. Utsäde kan också lättare lagras och transporteras till potatisodlare, eftersom det tar mycket mindre plats än utsädespotatis.
Potatisuppfödning
Förädling av hybridpotatis bygger på korsning av diploid potatis. Varje cell innehåller två fulla uppsättningar kromosomer (en från varje förälder) istället för vår odlade potatis. Det komplexa genomet som består av fyra uppsättningar kromosomer (tetraploida). Till skillnad från korsad tetraploid potatis har alla avkommor av korsad diploid potatis i hybriduppfödning exakt samma egenskaper som sina föräldrar. Detta möjliggör snabbare och mer målinriktad avel.
"För att fullt ut kunna utnyttja möjligheterna med hybridpotatisförädling, var vi först tvungna att identifiera, klona och karakterisera nyckelgenen för självkompatibilitet i potatisen, Sli (S-lokusinhibitor), förklarar professor i växtförädling Richard Visser vid Wageningen University & Research. (WUR). "En viktig del av hybriduppfödning är fixeringen av önskvärda egenskaper hos de två föräldralinjerna med hjälp av inavel. Under evolutionens gång har många växter, inklusive praktiskt taget alla diploida potatisarter, förhindrat inavel genom att hindra sig själva från att gödsla sig själva, dvs bli självinkompatibla.
Nyckelgen sli-gen
Detta kan nu övervinnas med Sli gen. Möjligheten till självkompatibilitet i diploida potatis som sådan och även dess placering på kromosom 12 hade varit känd under en tid, men än så länge var genen som kodar för denna egenskap okänd och hade ännu inte isolerats och karakteriserats. Tack vare genetisk analys och genomsekvensering har detta nu uppnåtts. De Sli genen håller alltså nyckeln till snabb och effektiv förädling av ny diploid potatis.”
Ernst-Jan Eggers, genetiker på Solynta, förklarar: "Vårt företag använde redan Sli gen genom att korsa självinkompatibla diploida linjer med en Sli gendonator. Förhoppningsvis kommer dessa nya insikter också att hjälpa till att upptäcka nya varianter av Sli gen som hjälper till att selektera för förbättrad smak, effektiv vattenanvändning, sjukdomsresistens och andra egenskaper som är viktiga i vår ständigt föränderliga värld. Med denna kunskap lär vi oss också mer om självinkompatibilitetssystem. Det är viktigt ur ett grundläggande vetenskapligt perspektiv och det kan också ge ett betydande lyft för förädlingen av andra grödor från samma familj som potatisen, som tomater, auberginer och paprika.
Naturkommunikation
Solyntas och WURs forskning beskrivs i den vetenskapliga tidskriften Nature Communications . Solynta och WUR har arbetat tillsammans en tid. Nu när de tillsammans har löst problemet med självinkompatibilitet kommer de att fokusera på andra frågor på vägen mot potatis som kräver mindre bekämpningsmedel och är mer motståndskraftig mot effekterna av klimatförändringar.