Exempel på genomredigerade grödor

Genomredigering kan användas för att via riktade mutationer ge växten en ny egenskap. Det är ett sätt att med precision finjustera enstaka egenskaper i en i övrigt bra växtsort. Genomredigering kallas också genredigering eller geneditering och de verktyg som används kallas populärt för gensaxar.

Första genomredigerade grödan på marknaden

I februari 2019 började företaget Calyxt sälja produkter från en genomredigerad sojaböna. Det var den första gröda som förädlats med hjälp av en gensax som kommersialiserades.
Sojabönan har förädlats så att proportionerna av de fettsyror som ingår i fröoljan förändrats. Det gör bland annat att oljan inte härsknar (oxiderar) och att den inte behöver härdas. Vid partiell härdning bildas bland annat transfetter som kan påverka hälsan negativt. Den gensax som använts är TALEN. De produkter som har börjat säljas i USA är en olja som innehåller 80 procent av fettsyran oljesyra och en foderprodukt i form av sojabönsmjöl.

Första CRISPR-redigerade grödan på marknaden

I maj 2021 lanserade ett japanskt uppstartsföretag en genomredigerad tomat i form av småplantor. Plantorna kunde beställas av hemmaodlare via en webbplats. Tomaten fick ett mycket positivt mottagande och själva frukterna började därför säljas i mitten av september. Det kommer också att tillverkas en tomatpuré från de genomredigerade tomaterna.

Med CRISPR/Cas9 som verktyg skapades riktade mutationer i tomatens arvsmassa. Det resulterade i tomatfrukter med fem till sex gånger mer gammaaminosmörsyra (GABA). GABA är en signalsubstans i hjärnan och tillskott av GABA sägs kunna sänka blodtrycket och göra en person mer avslappnad. GABA i form av kosttillskott och GABA-berikade livsmedel är mycket populärt i Japan.

De plantor och frukter som distribueras märks med information om att produkten utvecklats med hjälp av genomredigering och att ansvariga departement konsulterats. Det finns också en QR-kod som tar konsumenten till en webbplats för mer information om tomaten.

Tomater för stadsodling

Forskare i USA har med hjälp av gensaxen CRISPR/Cas9 utvecklat tomatplantor för stadsodling. Plantorna liknar en bukett där själva blommorna i buketten ersatts av körsbärstomater. De två gener som forskarna redigerat gjorde att plantorna slutade växa tidigare än normalt och blev mer kompakta. Istället för att fortsätta växa på höjden och bredden använde plantorna sin energi till att producera blommor och frukter.

Genomredigerad urbana tomat som växer i bukett.
Den urbana tomaten. Foto: Lippman Lab, Cold Spring Harbor Laboratory

Växter som mognar snabbt och ger god skörd på liten yta är enligt forskarna egenskaper som passar väl för stadsodling. Men det kan också finnas andra användningsområden. USA:s federala myndighet för luft- och rymdfart (NASA) har till exempel visat intresse för tomatplantorna.

Snabb domesticering av vilda växter

Under tusentals år har människan förändrat vilda växters genetiska material för att ge dem egenskaper som tillfredsställer människans behov. En egenskap som människan har, och fortfarande strävar efter, är hög skörd. En bieffekt av detta är att andra viktiga egenskaper gått förlorade. Med hjälp av CRISPR/Cas9 har forskare domesticerat den vilda tomaten som dagens tomater härstammar från, på bara en enda generation. Den vilda tomatens frukter är i storlek som en ärta och ger låg skörd. Till de positiva egenskaperna hör att den vilda tomatens frukter är mer aromatiska än moderna tomatsorter och att de innehåller högre halter av antioxidanten lykopen.

Med små förändringar i sex av den vilda tomatens gener fick den nya egenskaper utan att de för människan positiva egenskaperna gick förlorade. Frukterna blev tre gånger större (som en körsbärstomat) och det bildades 10 gånger så många tomater. Lykopenhalten i den genomredigerade tomaten var två gånger högre än i den vilda och fem gånger högre än i konventionella tomater. Andra forskare har använt CRISPR/Cas9 på vild tomat för att höja halten av C-vitamin i frukterna, ändra plantans växtsätt och få dem att blomma tidigare.

Gyllenbär (Physalis pruinosa) är en släkting till tomat som inte förändrats mycket jämfört med sitt vilda tillstånd. Det är en så kallad orphan crop vilket betyder att den bara odlas småskaligt och lokalt och att växtförädlare inte ägnat den någon större uppmärksamhet. Med CRISPR/Cas9 har forskare förändrat gyllenbärets växtsätt och bärens storlek.

Potatis och champinjoner som inte mörknar

Forskare i USA har använt CRISPR/Cas9 på trädgårdchampinjon. I sitt genom har champinjonen gener för enzymet polyfenoloxidas, ett enzym som gör att svamparna mörknar när de utsätts för till exempel tryck. Med CRISPR/Cas9 inaktiverade forskarna några av dessa gener genom att avlägsnat några få baspar. Det bildas då inget protein med genen som mall och champinjonerna mörknar inte lika fort.

Potatis som skadas vid eller efter skörd blir brun i kontakt med syre. Det är ett problem för producenter runt om i världen och många ton potatis går årligen till spillo. Svenska forskare har använt CRISPR/Cas9 för att minska svinnet. I samarbete med INTA i Argentina har de inaktiverat genen för polyfenoloxidas i potatisens arvsmassa vilket resulterade i att brunfärgningen av knölarna minskade avsevärt. har Fältförsök har genomförts i Argentina och målet är att introducera potatissorter med den nya egenskapen på marknaden i Argentina.

I båda dessa fall kan matsvinnet minska.

Bild på hackad potatis. Den ena genomredigerad, den andra brunfärgad kontroll.kontroll.
Genomredigerad potatis med reducerad brunfärgning till vänster och kontrollen till höger. Foto:Matías González

Svenska forskare använder också CRISPR/Cas9 för att öka potatisens motståndskraften mot bladmögel och för att ta fram potatis där så kallad resistent stärkelse bildas i knölarna. Resistent stärkelse fungerar som kostfibrer, vilket i sin tur sänker glukosnivåerna, gynnar tarmfloran och minskar kaloriinnehållet.

den här databasen (på engelska) går det att söka på vilka genomredigerade grödor som finns. Märk väl att bara ett fåtal är godkända för att odla och sälja, och ingen innanför EU:s gränser.

Uppdaterad juni 2022.

Referenser

Visa referenslista Dölj referenslista
  • De novo domestication of wild tomato using genome editing. Zsögön et al, Nature biotechnology, published on line 1 October 2018

  • Domestication of wild tomato is accelerated by genome editing. Li et al, Nature Biotechnology, published online October 1, 2018, doi:10.1038/nbt.4273

  • Rapid improvement of domestication traits in an orphan crop by genome editing. Lemmon et al Nature Plants. Published online October 1, 2018. doi: 10.1038/s41477-018-0259-x

  • Rapid customization of Solanaceae fruit crops for urban agriculture. Kwon et al, Nature Biotechnology December 23, 2019

  • Genetically engineered crops that fly under the US regulatory radar. Camacho et al, Nature Biotechnology, 32:1087 (2014)

  • A CRISPR definition of genetic modification. Editorila, Nature Plants volume 4, page 233(2018)

  • Gene-edited CRISPR mushroom escapes US regulation, Nature, 14 April 2016.

  • First commercial sale of Calyxt high oleic soybean oil on the U.S. market. Calyxt, pressmeddelande 26 februari 2019.

  • Launch of Genome Edited Tomato Fruit for Purchase. Sanatech Seeds, 15 September 2021.

  • Mer hållbar potatis med CRISPR/Cas9, SLU-nyheter 26 oktober 2021'

  • First Genome Edited Tomato with Increased GABA In the World. University of Tsukuba, Sanatech Seed Co., Ltd. 2020-12-11.

  • Shimada et al., Anti-hypertensive effect of gamma-aminobutyric acid (GABA)-rich Chlorella on high-normal blood pressure and borderline hypertension in placebo-controlled double blind study Randomized Controlled Trial. Clinical and Experimental Hypertension (2009)

  • GABA-enriched tomato is first CRISPR-edited food to enter market. Nature Biotechnology News, 14 December 2021.

  • Utveckling av genomeditering i livsmedelsgrödor, projekt, SLU 12 oktober 2021

  • Potato trait development going fast-forward with genome editing. Andersson et al, Trends in genetics, in press

  • Mutations introduced in susceptibility genes through CRISPR/Cas9 genome editing confer increased late blight resistance in potatoes. Kieu et al, Scientific Reports (2021) 11:448

  • Amylose starch with no detectable branching developed through DNA‑free CRISPR‑Cas9 mediated mutagenesis of two starch branching enzymes in potato.

  • Zhao et al; Reduced Enzymatic Browning in Potato Tubers by Specific Editing of a Polyphenol Oxidase Gene via Ribonucleoprotein Complexes Delivery of the CRISPR/Cas9 System.

  • Gonzalez et al, Front. Plant Sci., 09 January 2020; INTA, National Agricultural Technology Institute.