Frö- och Oljeväxtodlarna bidrar årligen via Stiftelsen Svensk Oljeväxtforskning till finansieringen av ett antal
forskningsprojekt. Här följer rapporter från två av dessa som handlar om genteknikens möjligheter att
förbättra odlingsekonomin för oljeväxter.
Nya vegetabiliska oljor
för tekniskt bruk med genteknik
Sten Stymne, Inst för växtförädling,
SLU Svalöv
I ett forskningsprojekt finansierat av bl.a Stiftelsen
Svensk Oljeväxtforskning
söker vi utveckla nya oljekvaliteter specialanpassade för
kemisk industri. Den kemiska
industrins huvudsakliga råvara är idag mineraloljor
(petroleum) med en årlig
global förbrukning av ca 200
miljoner ton.
De vegetabiliska oljorna är den
jordbruksprodukt som kemiskt
mest liknar mineraloljor och har
därför störst potential av de biologiska råvarorna att ersätta dessa
inom kemisk industri.
Produktionskostnaderna för de
vegetabiliska oljorna är 2-3 gånger
högre än världsmarknadspriserna
på mineralolja. Den kemiska processningen av mineraloljan till den
färdiga kemiska produkten är dock
kostsam. De biologiska råvarorna
kan därför konkurrera kostnads/
funktionsmässigt med de mineraloljebaserade produkterna endast
om dess kemiska struktur är sådan
att den minimerar kostnaden för
processning till den färdiga pro-
I framtiden producerar växterna råvara till den kemiska industrin. Foto: Hans Jonsson
dukten. Redan idag konkurrerar
vegetabilisk olja framgångsrikt
med mineralolja i många tekniska
applikationer och 10-15% av all
vegetabilisk olja (ca 10 miljoner
ton/år) används till tekniska ändamål.
Genteknik är ett nytt kraftfullt
verktyg inom växtförädlingen som
gör det möjligt att förändra jordbruksprodukterna på ett sätt som
inte är görligt med konventionell
förädling. Med denna teknik kan vi
styra kvaliteten på den vegetabiliska oljan att än bättre passa de
olika tekniska områdena.
Vilken mängd och till vilken
kostnad avgör användbarheten
Nästan alla våra oljegrödor innehåller fröolja som domineras av
fem “vanliga” fettsyror vilka är av
begränsad användbarhet för den
S V E N S K FR Ö T I D N I N G
NR
1 F E B R U A R I 1999
kemiska industrin. Växtriket som
helhet uppvisar dock en enorm
variation i fettsyror i fröoljor med
nära 1000 olika fettsyror karaktäriserade. Ett stort antal av dessa
fettsyror skulle var utomordentligt
lämpade för teknisk industri i produktion av plaster, lacker, färger,
smörjmedel etc. om de kunde
erhållas i stora mängder till moderata kostnader. Genom genteknik
kan vi överföra biosyntesmaskineriet för de olika fettsyrorna från de
vilda växterna till våra oljegrödor
och således kan vi producera kvaliteter speciellt lämpade för tekniskt bruk till samma kostnader
som traditionell vegetabilisk olja.
Man kan säga att genom genteknik
kan den kemiska fabriken föras in i
växten. Detta kommer dramatiskt
att öka marknaden och priset för
den vegetabiliska oljan.
11
Vissa fettsyror av
speciellt intresse
Vi har i vårt forskningsprojekt isolerat gener från vilda växter för
produktion av epoxiderade och
acetylenfettsyror (se bild) och fört
in dessa gener i transgena växter
och fått fröoljor med betydande
mängder av dessa fettsyror producerade. Vegetabiliska oljor epoxideras idag kemiskt med en tämligen dyrbar process och har stor
användning inom plasttillverkning.
Acetylenfettsyror finns idag inte
kommersiellt tillgängliga men har
ett potentiellt stort intresse för
kemisk industri. Produktion av
dessa två typer av fettsyror i transgena oljegrödor öppnar möjligheten att producera nya oljekvaliteter av kommersiellt intresse för
kemisk industri och med ett betydande mervärde jämfört med konventionella oljekvaliteter.
Halterna i växten måste höjas
Vår forskning fokuseras nu på att
dels höja halterna av epoxy- och
acetylenfettsyror till kommersiellt
intressanta nivåer i transgena
oljegrödor och dels på att isolera
gener involverade i syntes av
andra ovanliga fettsyror av potentiellt kommersiellt intresse. För att
få betydande kvantiteter av ovanliga fettsyror ackumulerade i transgena växter fordras bl.a. att dessa
inte stör membranfunktionerna i
fröcellen. Vi undersöker nu de
mekanismer som förhindrar störningar på membranerna i de vilda
växter som har höga halter av
ovanliga fettsyror i fröoljan; mekanismer som tycks saknas i oljegrödor som lin och raps. I detta sammanhang har vi isolerat unika fosfolipasgener som kan tänkas vara
involverade i dessa mekanismer.
Sverige långt framme
i jakten på gener
I och med den stora ekonomiska
betydelsen dessa oljeväxter med
helt nya oljekvaliteter kan få,
pågår en mycket intensiv forskning
inom området över hela världen.
Inte minst stora amerikanska multinationella företag, som Monsanto
och Dupont, avsätter för närvarande stora forskningsresurser för
detta ändamål. För att kunna tillgodogöra sig det ekonomiska mervärdet av dessa nya oljekvaliteter
är det nödvändigt att skydda
användningen av de identifierade
generna med patent. Trots att vi i
Sverige har betydligt blygsammare
resurser för vår forskning än de
stora företagen, har vi hittills hävdat oss väl i den internationella
konkurrensen. Som exempel kan
nämnas att Dupont, liksom vi, har
isolerat en gen som ansvarar för
syntes av epoxyfettsyror, men
deras patentansökan ligger efter
vår i tiden. Vad gäller syntes av
acetylenfettsyror i transgena växter
torde vi ha en unik patentposition.
Nytt bolag bildat
För att svenskt jordbruk skall
kunna dra nytta av denna forskning har ett forsknings- och utvecklingsbolag, Lipogene AB, bildats
med syfte att kommersiellt exploatera vår grupps existerande och
framtida innovationer. Detta företag samägs av Svenska
Lantmännen och Svalöf Weibull
AB, vilket torde garantera att
utvecklingen sker med svenskt
jordbruks lönsamhet som främsta
ledstjärna. Förhoppningen är att
den alltmer pressade ekonomin i
odlingen av oljeväxter därmed
skall kunna vändas till att kanske
bli ett av de mest konkurrenskraftiga alternativen för svenskt jordbruk. Tidsperspektivet innan kom-
mersiella sorter av dessa grödor
kan finnas tillgängliga är dock tämligen långt. Det är många forskningsproblem som måste lösas
innan halterna av de värdefulla
fettsyrorna kommer upp i kommersiellt intressanta nivåer i de transgena växterna. Dessa växter måste
också genomgå rigorösa säkerhetstest för att man skall vara säker på
att de inte orsakar negativa miljöeffekter.
Genteknik ger
oanade möjligheter
Sammanfattningsvis kan man säga
att gentekniken öppnar oanade
möjligheter att producera produkter specialanpassade för kemisk
industri i våra jordbruksgrödor.
Sådana produkter kommer framförallt att konkurrera med mineraloljebaserade produkter och därmed öka den totala marknaden för
jordbruksprodukter. Detta i sin tur
kommer att reducera överskottsproduktionen i Västvärlden och
därmed höja världsmarknadspriserna och minska behovet av subventioner. Detta kommer att avsevärt underlätta den kommande
oundvikliga globala avregleringen
av jordbruksnäringen. Det är vår
förhoppning att vår forskning skall
leda till att svenskt jordbruk kommer att kunna dra speciell nytta av
denna utveckling. Vi vill därmed
och rikta ett speciellt tack till
Stiftelsen Svensk Oljeväxtforskning
som under ett antal år bidragit till
att utveckla vår forskning från ren
grundforskning till dagens tillämpade mål, där vi nu kan se kommersiella produkter i siktet. ■
C-C-C-C-C-C=C-C-C=C-C-C-C-C-C-C-C-C-OH LINOLSYRA
C-C-C-C-C-C-=C-C-C=C-C-C-C-C-C-C-C-C-OH CREPENYNSYRA
C-C-C-C-C-C-C-C-C=C-C-C-C-C-C-C-C-C-OH VERNOLSYRA
O
Kemiska strukturen av den vanliga fettsyran linolsyra och de för kemisk industri intressanta crepenynsyra och vernolsyra. De unika acetylen och epoxystrukturerna i crepenynsyran och vernolsyran har markerats med kvadrater. Vi har isolerat de generna som ansvarar för omvandlingen av linolsyra till crepenynsyra och vernolsyra i vissa fibblor och fått, genom genöverföring, dessa fettsyror producerade i fröolja i transgena växter.
S V E N S K FR Ö T I D N I N G
NR
1 F E B R U A R I 1999
13
