Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Moderne genteknologi bidrager til at sikre fremtidens fødevarer

Genomisk selektion har revolutioneret dansk husdyravl. Nu står forskerne fra AU på tærsklen til også at udnytte detaljerede analyser af genomet i planteavlen. Det er vigtige skridt, når det drejer sig om at sikre en bæredygtig forsyning af fødevarer til fremtidens ni milliarder mennesker.

22.09.2014 | Janne Hansen

Aarhus Universitet ser det som sin naturlige opgave, at forskningen også bidrager til løsningerne af samfundets udfordringer. Nationale som globale. Det kræver, at fagligheder mødes og samarbejder på tværs af forskningsdiscipliner.

Højere ydelse, bedre reproduktion, sundhed og velfærd hos husdyrene, reduceret klimabelastning og lavere produktionsomkostninger – kan man få det hele på en gang og i en fart? Det kan man med moderne genteknologi, som forskere fra Aarhus Universitet har været med til at udvikle hos især kvæg og svin. Nu bliver den viden, der er opbygget i Institut for Molekylærbiologi og Genetik, også udviklet til brug inden for planteavl og en række andre husdyr.


Fra lavt gear til turbo
I generationer har landmænd øget udbytterne af mælk og kød fra deres kvæg. Det traditionelle avlsarbejde krævede langvarige afkomsprøver, hvor man udvalgte avlsdyr på grundlag af, hvordan deres afkom præsterede. Men så kom revolutionen i husdyravlen: anvendelsen af en genteknologi, der hedder genomisk selektion. Det nye ved denne teknologi er, at man på en gang og i detaljer følger nedarvningen af alle dele af arvemassen – genomet – og at man kan gøre det let og hurtigt. Forskerne fra Aarhus Universitet har været med til at udvikle den test, der gør det muligt at vurdere avlsdyr ved at kigge direkte på dyrenes genom via en blod- eller vævsprøve. Resultatet er en langt mere effektiv og tidligere udvælgelse af de dyr, der er bedst egnede til avl. Hvor man før i tiden skulle vente på, at en tyr fik døtre, der skulle blive gamle nok til at producere mælk, før tyrens potentiale kunne vurderes, kan vurderingen nu beregnes inden for få dage fra fødslen på grundlag af en dna-analyse af en blod- eller vævsprøve. Det sparer fem år i avlsarbejdet. »Vi regner med, at teknologien giver 50 procent større fremgang i kvægavlen,« siger lektor Bernt Guldbrandtsen fra Center for Kvantitativ Genetik og Genomstudier (GenSAP) ved Institut for Molekylærbiologi og Genetik.

Genomisk selektion i græs
Den genteknologi, der revolutionerede husdyravlen, gør nu sit indtog i planteforædlingen. Et eksempel er projektet ForageSelect, som ph.d.-studerende Dario Fé og professor Just Jensen fra GenSAP udfører i samarbejde med verdens førende græsforædlingsvirksomhed, danske DLF-TRIFOLIUM. Formålet med projektet er at anvende genomisk selektion til at forbedre rajgræs, der anvendes som foder. »De nuværende forædlingsprogrammer er tidskrævende og dyre at gennemføre. Processen tager mindst 10 år, før et muligt emne bliver til et produkt, der kan markedsføres. Desuden er forædlingsfremgangen inden for visse egenskaber forholdsvis lav,« siger Dario Fé. Med genomisk selektion vil forædlingsarbejdet blive hurtigere og mere effektivt. Forskerne forventer at se større fremgang i høstudbytte, frøproduktion, stresstolerance og modstand mod sygdomme. Samtidig forventer de en nedgang i udledningen af drivhusgasser som følge af bedre fordøjelighed og mindre behov for tilførsel af kvælstof uden nedgang i udbytte. Og de foreløbige resultater af implementering af genomisk selektion i forædling af græsser ser lovende ud. Allerede nu viser forskernes resultater, at der er potentiale for at udvikle græssorter, der er resistente over for den ødelæggende svampesygdom kronrust.

Bedre og mere robuste afgrøder
Et andet eksempel fra planteverdenen er et nyt projekt, kaldet RadiMax, hvor seniorforsker Torben Asp og professor Just Jensen fra GenSAP i et bredt samarbejde med andre universiteter og forædlingsvirksomheder anvender genomisk selektion til at udvikle afgrøder, der har dybere rødder. Med dybere rødder kan planterne bedre optage vand og næringsstoffer. Dybere rødder gør også planterne mere robuste og i bedre stand til at klare klimaforandringernes forventede effekter på vejret, og de sikrer på den måde bedre vækst og større udbytte. Denne nye genteknologi kan udbredes til lande, der har mulighed for at indsamle den nødvendige information, foretage de nødvendige dna-analyser og opbygge databaser med de genetiske informationer. »Den nye teknologi er i høj grad værd at udbrede, for vi ved jo, at vi skal finde mad til langt flere mennesker, uden at vi smadrer kloden ved det,« siger Bernt Guldbrandtsen.


 

GenSAP
GenSAP, Center for Genomic Selection in Animals and Plants, samler forskningstrådene inden for genomisk selektion.
GenSAP er et strategisk forskningscenter, der ligger i Institut for Molekylærbiologi og Genetik.
GenSAP blev etableret i 2013 på forskningscentret AU Foulum.
GenSAP har et samlet budget på 68,7 millioner kroner i perioden 2013-2017, hvoraf InnovationsFonden bidrager med 30,6 millioner kroner.

Genomics og genomisk selektion
Genom: hele organismens genetiske information.
Genomics: studiet af genomet og dets funktion på grundlag af data, som dækker hele genomet på en gang.
Genomisk selektion: selektion, der anvender markører på hele genomet til at forudsige avlsværdien. Genomisk selektion kombinerer data om fænotyper og stamtavler, hvis de kendes, hvilket kan øge sikkerheden i vurderingen af avlsværdien yderligere.

ForageSelect
ForageSelect er et fireårigt projekt, der ledes af græsforædlingsvirksomheden DLF-TRIFOLIUM, og er et samarbejde med Aarhus Universitet.
ForageSelect har som formål at implementere genomisk selektion i avlsprogrammer for græsser med henblik på at fremme forædlingsarbejdet.
ForageSelect har et samlet budget på 18,6 millioner kroner, hvoraf Grønt Udviklings- og DemonstrationsProgram (GUDP) bidrager med 10,2 millioner kroner.

RadiMax
RadiMax er et fireårigt projekt, der ledes af græsforædlingsvirksomheden DLF-TRIFOLIUM.
De øvrige samarbejdspartnere er Aarhus Universitet, Københavns Universitet og Aalborg Universitet, kartoffelforædlingsvirksomheden LKF Vandel samt kornforædlingsvirksomhederne Nordic Seed og Sejet Planteforædling.
RadiMax har som formål at udvikle afgrøder med dybere rødder, så de bliver i bedre stand til at optage vand og næringsstoffer.
RadiMax har et samlet budget på 21 millioner kroner og støttes med 10 millioner kroner fra InnovationsFonden.

Forskning, Videnudveksling