I 2050 skal verden være i stand til at producere dobbelt så mange fødevarer på det samme landbrugsareal som i dag, hvis ikke millioner af mennesker skal dø af sult. Derfor er der brug for at forædle de største fødevaregrupper på en måde, så udbyttet bliver langt større og landbrugsarealet udnyttes bedst muligt. Verden over arbejder forskere derfor med at kortlægge planters DNA-strukturer, så man kan udvikle nye typer afgrøder, der er stærkere, sygdomsresistente og giver større høstudbytte. Nu kan et stort internationalt konsortium efter flere års arbejde nu fremlægge hele kartoflens genom, det vil sige kortlægningen af samtlige gener i verdens tredjevigtigste fødevare. Aalborg Universitet er den eneste danske partner i det omfattende netværk, som har offentliggjort sine resultater i det mest betydningsfulde naturvidenskabelige tidsskrift, Nature.
- Vi forventer, at det vil kunne accelerere afgrødeudviklingen helt enormt, så man kan få mere effektive afgrøder, som også er mere miljøvenlige og sygdomsresistente, siger lektor Kåre Lehmann fra Aalborg Universitets Institut for Kemi & Bioteknologi.
Han har sammen med ph.d.-studerende Mads Sønderkær stået for en vigtig del af forskningen i projektet, som blandt andre også tæller partnere som Michigan State University, Scottish Crop Research Institute, Beijing Genomics Institute og Wageningen University i Holland. Tidligere har videnskaben kortlagt det menneskelige genom og for eksempel visse græsarter, herunder majs og ris, men det er første gang, opbygningen af en vigtig fødevare, som ikke tilhører græsarterne, er blevet kortlagt.
- Kartoflen er meget interessant at forædle, fordi den er meget pladseffektiv. Man kan sige, at man i kartoffelproduktion får mange kalorier pr. hektar, og det er af stor betydning, når der i fremtiden skal produceres mere mad til en overbefolket klode, forklarer Kåre Lehmann.
Aalborg-forskernes ansvar i projektet har været at gennemføre og analysere sekventeringer af aktive gener. Det skaber overblik over, hvor i plantens DNA generne befinder sig, men det kompliceres af, at de protein-kodende gener kun udgør nogle få procent af DNA’et i højere dyr og planter. Dette er til gengæld den allervigtigste information af få kortlagt. Ved at sekventere og analysere mere end 750 millioner stumper DNA fra aktive gener har det været muligt at udpege de områder, der indeholder aktive gener. Det samlede kartoffel-genom indeholder ikke mindre end 844 millioner bogstaver (nukleotider). Til sammenligning er der tre milliarder i det menneskelige genom. Til gengæld rummer kartoflen ca. 39.000 gener mod menneskets kun ca. 23.000. Og den nye viden om generne åbner mange døre, mener Kåre Lehmann:
- Når man kan fremlægge et helt genom, som vi nu kan med kartoflen, så accelererer man alle andre forskeres arbejde. Andre behøver ikke bruge måneder eller år på at undersøge enkeltområder af gen-strukturen, og de kan hurtigere blive klogere på, hvilke byggeklodser en kartoffel består af. En tredje ting er, at kartoflen jo er en afgrøde, som man løbende forædler gennem genetisk variation og ved at udvælge de bedste planter. Her kan man spare både tid og enorme summer på at foretage udvælgelsen på frøene i stedet for at skulle dyrke planterne. Den nye kortlægning kan formentlig skære 10-15 år af udviklingsprocessen, når man skal udvikle en ny sort, vurderer Kåre Lehmann.
Resultaterne, der publiceres i tidsskriftet Nature, er frit tilgængelige, så alle kan bruge dem i forskning og industri.
Det Obelske Familiefond har netop bevilget AAU tre millioner kroner til nyt DNA sekventeringsudstyr, som blandt andet vil blive brugt til afgrødeudvikling på kartofler.
Yderligere oplysninger:
• Lektor Kåre Lehmann Nielsen, Institut for Kemi & Bioteknologi, AAU, tlf. 99 40 85 27, mobil 27 87 98 30, kln@bio.aau.dk
Se den videnskabelige artikel online på Nature