Kan forædlingen redde frøproduktionen, hvis pesticiderne forsvinder? Rasmus L. Hjortshøj Vinterbyg forædler 06/01/2018 1
Udgangspunktet Rammerne for kommerciel forædling. Værktøjerne Hvilke metoder er til rådighed. Fremtiden Hvad kræves for at forædlingen (i mine øjne) kan levere? 2
3
Overblik over forædlingsprocessen Opformering/rendyrkning x Selektion udbytteforsøg Marketing! A x B Double enkeltplanter 6x1m rækker 1. udbytte (Sejet) 2. udbytte officielle forsøg haploid (Sejet) (Sejet) (Sejet + Fyn) (Sejet + Fyn +2) (min. 2 år) ~ 15.000 ~ 8.000 ~ 300 ~ 60 4-5 (2014) (2015) (2016) (2017) (2018) (2019) (2020-21) (2022) 4
Fra krydsning til marked ex. vinterbyg. År* Antal linjer** Generation Certificering Areal Høstet vare Andre formål 3 10.000 1. år i mark 1 m2 10 aks 4 300 1. år udbytte fsg 2*1 m2 1 kg 5 60 2. år udbytte fsg 30 m2 50 kg VCU forsøg 6 6 NL 1 400 m2 500 kg VCU + Supl. Forsøg 7 2 NL 2 Forædl. Mat. 0,5 ha 4 tons 8 1 Sortsliste-LF Præ-Basis 20 ha 130 tons Industri test 9 1/2 Sortsliste-LF Basis 500 ha 3.250 tons evt nedgrad. til C2 10. Sortsliste-LF C1 800 ha 5.200 tons C2 + eksport 11 Sortsliste-LF C2 3000 ha 20.000 tons Solgt til landmand *År fra sidste krydsning er lavet ** antal linjer der testes i pågældende generation (Licens fra ca. 100 tons certificeret udsæd betaler for SES- og værdiafprøvningen af en enkelt sort i et år) 5
Registrering & Beskyttelse UPOV og Tystofte - finansering forædlingen. Basis for opkrævning af licens, og adgang til andres genetik reguleres vha CPVO (PVR) og (Sortsliste). Feks; SES(DUS); Selvstændighed skal kunne adskille på fænotypen fra andre sorter. Ensartet renhed på 0,1%. Stabilitet ens over generationer. Værdiafprøvningen (VCU); Sorten skal tilføre markedet værdi! Certificering af udsæd sikrer at genetikken er rigtig. I Danmark varetages dette arbejde af 6
Udgangspunktet Rammerne for kommerciel forædling. Værktøjerne Hvilke metoder er til rådighed. Fremtiden Hvad kræves for at forædlingen (i mine øjne) kan levere? 7
Nedbrud af resistens kan gå stærkt - et eksempel fra vinterbyg Skoldplet - dækningsgrad i OBS forsøg 2011 2012 2013 2014 2015 2016 Matros Zirene Padura 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Matros i off. forsøg siden 2008 Padura og Zirene i off. forsøg fra 2011 Fremavl Padura i 14 og 15 ca. 380 ha. Padura og Zirene udvalgt fra krydsninger lavet i 2006 www.sortinfo.dk 8
To eksempler; PPP-I; 2012-14 PPP-II; 2015-17 PPP-III; 2018-20 GUDP; 2014-17 Udvikling af mlo resistens in hvede mod meldug. Department of Molecular Biology and Genetics Aarhus University 9
PPP - Public Private Partnership in Pre-Breeding Screening of; - lines from partners, representing the Scandinavian region. - Genbank material. Agronomic parameters: Early growth rate Earliness Straw strength Field Disease resistance: Scald Fusarium Ramularia Leaf spots Rust Nematode Laboratory 50K Illumina Barley chip. Data-set with app. 44000 markers for each line. Genome Wide Association Mapping Mildew resistance Nematode resistance 10
PPP I High diversity Høj diversitet i væksttype Stor variation i blomstring 11
mlo resistens i hvede Recessiv egenskab dvs kræver at begge alleler (et på hvert kromosom) er muterede. I arter med flere genomer såsom hvede skal alle genomer have mutationen. P. Schulze-Lefert, Max-Planck, Germany The barley mlo gene 3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 mlo-5 mlo-8 mlo 9 mlo-13 mlo-17 mlo-1 mlo-10 D mlo-7 mlo-26 mlo-3 D mlo-4 D 100 bp Elliot et al Biochem. J. 385, 243-254, 2005 12
mlo resistens i hvede Mutations populationer: Hereford (6x) EMS mutant population (M 4 ) TILLING populationer (EMS muterede) Cristobal Uauy, John Innes Centre, Norwich > 1,200 linjer af hexaploid Cadenza (brødhvede) > 1,500 linjer af tetraploid Kronos (durumhvede) (Krasileva et al. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1619268114) Hereford HRM screen Lines Unique Exon Nonsense Missense Splice variant Used MloA 1637 49 31 0 15 1 6 MloB 1637 25 21 0 16 1 8 MloD 1637 30 25 1 14 0 6 Ingvardsen et al. 13
mlo resistens i hvede Mutations populationer: Mlo B Resultat af EMS mutagenese: Udspaltende F2 Kronos (4x) population: AABB 66 49 AmBm WT mmbb AAmm Ammm #49 #66 mmbm mmmm 14
mlo resistens i hvede - ved hjælp af TALEN og GMO vejen! De var nødt til at lave GMO plante for at få TALEN ind i cellen! Yin et al.,2017 15
mlo resistens i hvede - ved hjælp af TALEN og GMO vejen! Wang et al., 2014 16
GMO er 17
Udgangspunktet Rammerne for kommerciel forædling. Værktøjerne Hvilke metoder er til rådighed. Fremtiden Hvad kræves for at forædlingen (i mine øjne) kan levere? 18
NBT New Breeding Techniques Optimeret mutationsforædling v 2.0 X Præcisionsforædling af NBT core group 2015 19
IP beskyttelse der virker! X UPOV/CPVO Patenter/EPO Transparent Billig (relativt) og effektiv Maximere konkurrence Forebygger monopolisering Veldefineret beskyttelse Open source system via Forædlerundtagelsen Licens på FSS kan blive bedre! Dyrt Øger monopolisering Mindsker konkurrence Uklar beskyttelse ( matter of skillfull writing ) Blokerer for andres forskning og udvikling 20
Kan forædlingen redde frøproduktionen, hvis pesticiderne forsvinder? Måske - det er i hvert fald en del af redningen! 21
Tak for opmærksomheden! Og tak til Lene Krusell og Finn Borum (Sejet) og Christina Ingvardsen(AaU) for illustrationer til henh. PPP og GUPD/mlo projekter. 22