1. GM-afgrødernes indtog i danske marker Nu kommer GM-kartoflerne Nya stärkelsekvaliteter och förbättrad kartoffelskimmelresistens kan göra potatis till Nordeuropas första kommersiellt odlade gröda med GM-egenskaper. Kristofer Vamling Informations- och Biosäkerhetsansvarig Plant Science Sweden AB [email protected] Gentekniken är ett förädlingsverktyg som erbjuder potatisodlingen många nya möjligheter. Växtförädling i potatis är historiskt sett en mödosam process där de stora framstegen tagit lång tid att uppnå. För de flesta konsumenter är potatis end- ast en produkt som man lägger på en tallrik och äter. Men vi möter potatis på lång rad andra sätt. Exempelvis i pappret som vi skriver på, i kakan till kaffet, i tapetväven på väggen eller i limmet som användes vid tillverkningen av stolen vi sit- Bild 1. Bladmögelsresistens i fältförsök. Se PowerPoint-show med indlægget på www.plantekongres.dk 353 95 95 2. GM-afgrødernes indtog i danske marker Bild 2. Potatisknölar från fältförsök. ter på. Men potatis är fortfarande en gröda med egenskaper som kan förbättras och förfinas ytterligare. Dessa förbättringar kommer att åstadkommas med traditionella växtförädlingsverktygen såväl som med genmodifiering. Bakgrund Stivelsekvalitet När potatisen inte konsumeras som potatisknöl är det främst stärkelsen som är efterfrågad. Den är uppbyggd av två olika stärkelsemolekyler, oftast 70-80 procent amylopektinstärkelse och 20-30 procent amylosstärkelse. Dessa två molekyler har mycket olika egenskaper. Amylopektin har en grenad molekylstruktur medan Amylos har en mer linjär struktur. De två olika typerna av stärkelse, amylopektin och amylos, har intressanta kvalitetsegenskaper som potentiellt kan användas i en lång rad olika applikationer inom livsmedel/ foder och olika industriella tillämpningar. Egens- kaperna hos amylopektin och amylos skiljer sig drastiskt åt på en punkt, amylopektin förtjockar, amylos bildar gel. Denna viktiga skillnad begränsar de möjliga applikationerna för den ”blandade” ordinära stärkelsen som innehåller bägge typerna av stärkelse. Att separera de två typerna av stärkelse i en ordinär stärkelseprocessning kräver bland annat mycket energi och är därför oekonomiskt i dag. Kartoffelskimmel Potatisbladmögel/Kartoffelskimmel är ett besvärligt odlingsproblemen som potatisodlaren måste bemästra. Obehandlat leder den till avkastningsförluster och kvalitetsproblem med brunröta som angriper knölen. Potatisbladmögel orsakas av oomyceten Phytophtora infestans. De sorter som finns på marknaden i dag har olika nivåer av resistens mot potatisbladmögel och brunröta. Men inga sorter kan i dag anses som resistenta. De odlingsåtgärder Se PowerPoint-show med indlægget på www.plantekongres.dk 354 2. GM-afgrødernes indtog i danske marker som används för att bekämpa sjukdomen är bland annat användning av olika fungicider eller inom ekologisk odling förtida avslutning av odlingen vid angrepp. Metoder Genom att utnyttja av modern genteknik utvecklar vi potatissorter med nya egenskaper. De gener som vi utnyttjat för att uppnå de nya och förbättrade egenskaperna i potatis har isolerats från potatisen själv eller nära släktingar. I arbetet med att utveckla nya stärkelsekvaliteter, isolerar vi gener som medverkar i stärkelsesyntesen i potatis. Generna anpassas för att medverka till att stärkelsesyntesen i potatisknölen förändras på det sätt som vi önskar. I en potatis med bara amylopektinstärkelse har bildningen av amylosstärkelse i potatisknölen stängts av. Generna för bladmögelresistensen har isolerats från en icke odlad potatisart, Solanum bulbocastanum som växer i Amerika. Den är känd för att vara resistent mot bladmögel. Försök har därför utförts med traditionella förädlingsmetoder för att överföra resistensen till potatis. Trots att arterna är nära släkt går det inte att korsa dem direkt. Istället har man tvingats använda en annan potatisart, korsbar med bägge arterna, som genetisk brygga. Det traditionella korsningsarbetet har visat att en del av resistensen från S. bulbocastanum kan överföras. Samtidigt har begränsningarna med de traditionella korsningsmetoderna åskådliggjorts genom att resistensen varit mycket nära kopplade till oönskade egenskaper. Med hjälp av modern genteknik har resistensgenerna identifieras och isoleras från S. bulbocastanum utan att de oönskade egenskaperna följer med. Resistensgenerna har därefter överförts till Solanum tuberosum med hjälp av genmodifiering. per förbättras vid användning av ren amylopektinstärkelse. Stärkelse utvunnen från Amflora gör exempelvis säckpapper som används inom förpackningsindustrin mer poröst och luftgenomsläppligt utan att förlora sin styrka. Papper som bestryks med Amflorastärkelse får bättre glansighet och gör ytan mer mottaglig för tryckfärgen. Amflorastärkelse optimerar flödet i olika industriprocesser vilket ger besparingar inom exempelvis materialåtgång och energiförbrukning. Produkten förväntas få ett Europeiskt marknadsgodkännande under 2007/2008 och i bästa fall kommer första kommersiella odlingen inom Europa ske sommaren 2008. Potatismaterial med en hög andel amylosstärkelse är också under utveckling. Med en mer komplex biokemisk syntesväg kräver arbetet med att utveckla en högamylos stärkelsepotatis längre tid. I fokus för vår applikationsforskning på stärkelsen som vi utvinner ur högamylospotatisen står dess goda egenskaper för att bilda geler så väl som möjligheterna att bilda biologiskt nedbrytbar mycket tunn plastfilm. Vår senaste produktegenskap, förbättrad resistens mot bladmögel och brunröta, har prövats framgångsrikt under tre år i fältförsök. I försöken har materialet utsatts för såväl naturlig infektion av bladmögel som inokulering av specialpreparerade ”bladmögelsblandningar”. Sorter färdiga för försäljning till lantbrukare förväntas inom 7-9 år. ■ Produkter i pipeline Den produktegenskap som vi har kommit längst med är en stärkelsepotatis, namngiven som sorten Amflora, som bara innehåller amylopektinstärkelse. Stärkelsen är skräddarsydd för olika industriella tillämpningar. Amflorastärkelsen erbjuder betydande fördelar vid papperstillverkning och bestrykning, vid produktion av textilier, klister eller betong, där specialkvaliteter efterfrågas. Potatisstärkelse används redan i dag inom dessa tillämpningar men stärkelsens positiva egenskaSe PowerPoint-show med indlægget på www.plantekongres.dk 355 95