Bladmögelresistent potatis

Få växtskadegörare har påverkat mänskligheten mer än Phytophtora infestans, en svampliknande organism (en oomycet) som orsakar bladmögel och brunröta på potatis. Eftersom den liknar en svamp men närmast är släkt med brunalger och kiselalger kallas den för algsvamp.

Algsvampen kom till Belgien 1845 via infekterad potatis från USA och spred sig snabbt till andra delar av Europa. I Irland fick skadegörarens intåg katastrofala följder. De förstörda potatisskördarna ledde till att uppskattningsvis en miljon människor dog av svält och att minst lika många emigrerade. Bladmögel bekämpas idag främst med kemiska växtskyddsmedel.

Bild på minnesmärke i form av statyer av människor under the Great famine på 1800-talet. Stayerna finns i Dublin.
Monument i Dublin till minne av den stora svälten, the great potato famine.

Fram till mitten av 1980-talet fanns bara en så kallad parningstyp av algsvampen i Sverige. Den spreds då enbart via smittade knölar. Efter det att en andra parningstyp kommit in landet kan de två typerna korsa sig sexuellt och bilda vilosporer, så kallade oosporer. Sexuell förökning leder till en ökad genetisk variation och oosporerna är långlivade och kan övervintra i marken. Problemet med bladmögel ökade därmed.

Genteknisk förädling

Potatis heter på latin Solanum tuberosum och kommer ursprungligen från Sydamerika. Det finns många vilda släktingar till den potatis vi odlar och några av dem bär på resistensgener som gör dem motståndskraftiga mot algsvampen. Exempel på potatisarter med motståndskraft mot algsvampen är Solanum soliniferium, Solanum venturii och Solanum bulbocatanum. Gener från dessa arter har använts för att genetiskt modifiera vår vanliga potatis. Ett exempel är den genetiskt modifierade potatisen Fortuna. Den modifierades med två resistensgener från Solanum bulbocastanum. Att Fortuna modifierades med två gener gör troligtvis resistensen mer hållbar, det vill säga det tar längre tid för algsvampen att överlista potatisens inbyggda försvar än om det bara var en resistensgen.

Schematisk illustration över hur potatis modifieras med två resistensgener från en vild släkting. Illustration och copyright: Gunilla Elam.
När Fortuna utvecklades modifierades potatis med två resistensgener från en vild släkting, Illustration och copyright: Gunilla Elam.

Fortuna försökodlades under några år i bland annat Sverige och en ansökan om marknadsgodkännande för potatisen lämnades in till EU 2011. Ett år senare flyttade företaget som utvecklat Fortuna majoriteten av sin växtforskningsverksamheten från Europa till USA. Det innebar också att dotterbolaget Plant Science Sweden lades ner. Under 2013 drog företaget tillbaka sin ansökan om marknadsgodkännande av Fortuna.

Bild på den bladmögelresistenta potatisen Fortuna i fältförsök i Sverige. Foto: Kristofer Vamling
Den bladmögelresistenta potatisen Fortuna i fältförsök i Sverige. Genetiskt modifierade potatisen i mitten och icke modifierade kontrollplantor på var sin sida om den genmodifierade. Foto: Kristofer Vamling
Bild på knölar från Fortuna utan brunröta och kontrollpotatis med brunröta. Foto: Kristofer Vamling
Knöl från Fortuna som inte angripits av brunröta och knöl från icke modifierad kontrollpotatis med brunröta. Foto: Kristofer Vamling.

Flera bladmögelresistenta potatissorter säljs i USA under samlingsnamnet Innate. Innate-potatisen har bland annat modifierats med resistensgener från Solanum venturii. Forskare från Uganda, Kenya och Peru har modifierat och i fältförsök testat modifierade potatisar med goda resultat. Dessa potatisplantor bär på två gener från S. bulbocastanum och en från S. venturii. Vissa av dessa potatisar har även testats i fältförsök i Sverige.

Konventionell förädling

Det finns några få konventionellt förädlade potatissorter med motståndskraft mot bladmögel, till exempel Toluca och Bionica. Dessa två potatissorters resistensegenskap beror på att en gen från den vilda potatisen Solanum bulbocastanum korsats in. Det går dock inte att direkt korsa den odlade potatisen med S. bulbocastanum.

Illustration av hur konventionell förädling går till. Illustration och copyright: Gunilla Elam.
Konventionell förädling. Illustration och copyright: Gunilla Elam

S. bulbocatanum korsades först med en annan vild potatis, Solanum acaule. Resultatet av korsningen kromosomfördubblades och korsades med Solanum phureja. Först då gick det att korsa med vanlig potatis. Resultatet av förädlingsarbetet så långt innehöll genetiskt material från fyra olika potatisarter, varav många gör potatisen mindre användbar för människan. Potatisen med genom från fyra potatisarter korsades därför upprepade gånger med vanlig potatis, så kallad återkorsning. Det komplexa förädlingsarbetet som ledde fram till potatissorterna Toluca och Bionica tog cirka 45 år. Det tar generellt lång tid för att få fram en ny potatissort. Det beror bland annat på att potatisen är tetraploid. Av den anledningen gäller växtförädlarrätten 30 år för potatis. Vanligtvis gäller den i 25 år.

Referenser

Visa referenslista Dölj referenslista
  • Scientific background report Phytophthora-resistant potatoes, Vlaams Instituut voor Biotechnologie (http://www.vib.be)

  • Development of late blight resistant potatoes by cisgene stacking. Jo et al, BMC Biotechnology, 14:50 (2014)

  • The J. R. Simplot Company

  • Petitions for Determination of Nonregulated Status

  • Stacking three late blight resistance genes from wild species directly into African highland potato varieties confers complete field resistance to local blight races.Ghislan et al, Plant Biotechnology Journal (2018), pp. 1–11, doi: 10.1111/pbi.13042