Udvikling af rapsfrø fri for glucosinolater

Transkript

1 Udvikling af rapsfrø fri for glucosinolater Hussam Hassan Nour-Eldin Lektor DynaMo Grundforskningscenter Institut for Plante og Miljøvidenskab Københavns Universitet Plantekongres Herning 2013

2 Raps udgør verdens 3. største oliefrøafgrøde (60 mil ton), og den proteinrige frøkage er ideel som dyrefodder. I den nordlige hemisfære er raps den foretrukne oliefrøafgrøde. Desværre hæmmes udnyttelse af rapsfrøkagen til dyrefodder fortsat af frøets glucosinolat indhold. Det har vi (måske) fundet en bioteknologisk løsning på. Plantekongres Herning 2013

3 Vi kan lide smagen af glukosinolater Der findes mange slags glukosinolater, papayafrø og karse smager ens fordi de indeholder samme type glukosinolat

4 Glukosinolater er karakteristiske for korsblomstfamilien, hvoraf nogle er sunde (f.eks. i broccoli) kål gåsemad (modelplante)

5 For planter er glukosinolater et forsvarsstof mod insekter og svampe, og de oplagres eks. i blade og i frø. Ved fortærring omdannes glucosinolater via myrosinase til bioaktive stoffer med en bitter smag og toxiske effekter.

6 Dobbelt Lav Euruka syre + glucosinolater DynaMo Grundforskning Center Raps rentabilitet som afgrøde er afhængig af nedbringelsen af skadelige stoffer i frø I 1970 blev euroka fedtsyre reduceret fra ~40% til <5% og i 1979 blev glucosinolat indholdet reduceret fra 100 til <20 µmol/g via forædling. Lav Euruka syre Kilde: FAO

7 Situationen med nuværende glucosinolat indhold : Typisk indeholder slagtesvins tørfodder ca 20-22% protein. Heraf kan de 5% bestå af rapskage mens resten tilsættes fra soyabønne. (Videncenter for svineproduktion) I 2012 importerede EU ca 20 mil ton soyabønne kage fra lande som Argentina, Brasilien og USA (USDA). Plantekongres Herning 2013 Dias 7

8 Yderligere reduktion af glucosinolat indholdet I rapsfrø vil : 1)Øge mængden af rapskage der kan tilsættes til svine og fjerkræ foder. 2)Øge værdien af raps. 3) Reducere behovet for at importere soyabønne til EU. 4) Øge mængden af protein til dyrefodder på verdensplan Bidrage til at redde verden Plantekongres Herning 2013 Dias 8

9 Det har længe været vidst: Glukosinolater transporteres til frø via ledningsvævene

10 Transport via ledningsvæv kræver transportproteiner

11 Transport via ledningsvæv kræver transportproteiner

12 Sådan transport kræver transportproteiner Vores idé: Identificere og fjerne glukosinolat transportproteiner fra raps for at stoppe transporten til frø.

13 3 år af mit liv ledte til identifikation of glukosinolat transportere i gåsemad Screening i oocyter fra sydafrikansk frø AtGTR1 ~450 mulige Transportere i gåsemads genom Nour-Eldin et al. Nature 2012

14 Transportprotein befinder sig det rigtige sted i planten Nour-Eldin et al. Nature 2012

15 Transportprotein blev fjernet DynaMo Grundforskning Center

16 Første konsekvens i gåsemad: Bladindholdet af glucosinolater forøget 4-5 fold Gåsemad (modelplante) Nour-Eldin et al. Nature 2012

17 Frøindholdet af glucosinolater i gåsemad elimineret ved at fjerne to transportproteiner Vildtype DynaMo Grundforskning Center Gåsemad (modelplante) Nour-Eldin et al. Nature 2012

18 Plantekongres Herning 2013 Dias 18 DynaMo Grundforskning Center

19 Næste skridt : Translational Biology : Fra modelplante til afgrøde I samarbejde med Bayer Crop Science udvikles rapsfrø fri for gls Måden transportproteinerne fjernes på er ikke klassificeret som GMO Modelplante Afgrøde

20 Konklusion og perspektiver DynaMo Grundforskning Center Et nyt bioteknologisk værktøj Transport engineering til nedbringelse af skadelige stoffer i spiselige dele af afgrøder er udviklet. Raps med mindre end 20 μmol glukosinolat pr g frøkage måske snart en realitet (4-10 år). Markforsøg er allerede igang med raps. Andre (nært) beslægtede arter kan få fjernet gls fra deres frø (eks. vinterraps, sennepsarter). Øgede gls niveauer i blade kan måske lede til mindre sprøjtning. Plantekongres Herning 2013 Dias 20

21 Tilkendegivelser Prof. Barbara Ann Halkier Tonni Grube Andersen Svend Roesen Madsn Morten Egevang Jørgensen Meike Burow Carl Erik Olsen Dietmar Geiger Rainer Hedrich