Genomredigering

Genomredigering – en exakt och snabb ny förädlingsmetod

Genomredigering är en ny förädlingsmetod som möjliggör en snabbare och mer exakt utveckling av sorter genom riktad mutagenes.

Genomredigering är mer exakt än konventionella förädlingsmetoder: Genom att modifiera arvsmassan diekt kan specifika egenskaper bearbetas på ett exakt sätt. Samtidigt kan genomredigering påskynda utvecklingen av nya sorter med 20 till 30 procent jämfört med traditionella förädlingsmetoder.

Det finns olika former och tillvägagångssätt för genomredigering. De är baserade på programmerbara enzymer (nukleaser) med vilka DNA skärs vid vissa punkter för att avlägsna, byta ut eller sätta in en eller flera byggstenar med exakt noggrannhet. Även om innovationerna inom genomredigering går tillbaka till 1980-talet har metoden bara använts inom växtförädling sedan 2005. Tidigare tillvägagångssätt för genomredigering inkluderar metoder som använder meganukleaser, zinkfingernukleaser (ZFN) och transkriptionsaktivatorliknande effektornukleaser (TALEN). Sedan den första appliceringen av CRISPR/Cas i växtförädling 2013 har denna metod blivit den vanligaste metoden då den är relativt enkel, effektiv, mångsidig och snabb.

CRISPR/Cas som metod för genomredigering

Utvecklingen av gensaxen CRISPR/Cas (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats/Cas protein) baseras på bakteriernas naturliga immunförsvar: För att försvara sig mot virus kan vissa bakterier fånga upp delar av viralt DNA och använda det för att tillverka DNA segment – med hjälp av vilka de sedan kan angripa virus av samma art och klippa itu deras DNA.

Det är just denna princip som forskare använder vid genomredigering. Det första steget är att identifiera mål-DNA-sekvensen i växten. Dessa kan till exempel vara gener som bestämmer växtens mottaglighet för patogener. En RNA-sträng produceras sedan som exakt matchar mål-DNA-sekvensen.

Detta "guide-RNA" eller "pilot-RNA" bär med sig Cas, sax-enzymet, till motsvarande DNA-sekvens i växtcellens kärna. Cas klipper mål-DNA-sekvensen så att en dubbelsträngsbrytning inträffar. Cas-proteinet kan användas i kombination med cellens naturliga DNA-reparationsprocesser för att aktivera eller undertrycka gener, eller för att tillåta att vissa nukleotider byts ut eller tas bort.

Det finns olika användningsområden för genomredigering. De tre SDN-typerna kan induceras med CRISPR/Cas: SDN-1 (borttagning eller punktmutationer), SDN-2 (riktade förändringar av ett fåtal nukleotider) eller SDN-3 (riktad insättning av gener eller gensekvenser, inklusive transgena infogningar).

Innovationer inom växtförädling

KWS Infographic explaining satellite based dry matter monitoring

Nya förädlingssmetoder och genomredigering inom jordbruket

Innovation är avgörande för att växtförädlingen ska hålla jämna steg med framtida utmaningar, såsom den växande världsbefolkningen och klimatförändringarna. Läs mer om målen med genomredigering och gällande regelverk.

Läs mer Mer

Ordlista över genomredigering

Till ordlistan

Genomredigering kan användas för att utveckla växter med fördelaktiga egenskaper

Många tillämpningsexempel visar att genomredigering kan ge ett betydande bidrag till global livsmedelssäkerhet och hållbart jordbruk. När sorter är resistenta mot skadedjur och sjukdomar eller använder näringsämnen och vatten mer effektivt behöver lantbrukarna färre bekämpningsmedel, oorganiska gödningsmedel och vatten. Det är också möjligt att utveckla grödor som är bättre anpassade till globala och lokala klimatförändringar, och jordbruket som helhet bidrar mindre till de globala utsläppen av växthusgaser när mindre jordbruksmark och insatsvaror behövs.

Genomredigering hos KWS

Sedan 2015 har KWS fokuserat på jordbrukets hållbarhet när man tillämpar genomredigeringsmetoder för våra viktigaste grödor. Eftersom den rättsliga ramen inom EU för närvarande förbjuder genomredigering inom växtförädling, är vårt fokus främst på forskning. Vi använder till exempel tekniken för identifiering och validering av gener.

I framtiden kommer vi att fokusera genomredigering på utveckling av egenskaper som svamp-, virus- och insektsresistens, avkastningsstabilitet och ensilagekvalitet.

KWS är ett av de nästan 60 företag som arbetar tillsammans i forskningsprojektet PILTON som leds av Association for the Promotion of Plant Innovation (GFPi). Projektet syftar till att utveckla multipel svamptolerans i vete och syftar till att visa i vilken utsträckning genomredigering kan minska behovet av växtskyddsmedel.

PILTON-projektet

läs mer

„Vi är fast beslutna att ta itu med jordbrukets utmaningar genom innovativa metoder. Med hjälp av genomredigeringens snabbhet och precision möjliggör vi utvecklingen av klimatresistenta grödor och erbjuder vi lösningar för hållbart jordbruk.“

Dr Manny Saluja, avancerad forskare, genomredigering, KWS

Vidare läsning (EN)

New Breeding Methods: More than just a "test-tube scenario"	Download 2022 (PDF \| 144 KB) Download 2023 (PDF \| 491 KB)
EU-SAGE interactive online database of genome-edited crops	Read more

En översikt över våra förädlingsmetoder

Korsning & urval

Föräldralinjer med de önskade egenskaperna korsbefruktas med varandra. Frön från de största och mest produktiva plantorna sås på nytt.

Läs mer Mer

Linjeförädling

Här korsbefruktar man två föräldralinjer som kompletterar varandra så mycket som möjligt vad gäller de önskade egenskaperna. De bästa plantorna väljs ut och korsas på nytt.

Läs mer Mer