Om du är en jordbruksmarknad regelbundet, du kanske känner till groundcherry, ett litet avskalat bär som liknar en liten gul tomatillo, men smakar fruktig blandning av ananas, körsbärstomat och vanilj. Chansen är stor att om du har provat jordkött - även kallad "skalkörsbär, "" jordgubbstomater "och" ananas tomatillos " - bonden hade bara en liten tillgång till hands. Det beror på att plantorna, infödda i Central- och Sydamerika, är notoriskt ovänliga för odlare.

Groundcherries fick sitt namn eftersom de spretade, tomatliknande vinstockar växer nära jorden i trassliga buskar och den avskalade frukten faller till marken vid högsta mognad. Skörd måste göras för hand och frukt som lämnas på marken i regnet ruttnar snabbt. Ett perfekt moget jordbruk är en smakrik förtjusning, men arbetskraften och förlusterna gör det till en olönsam gröda för bönderna.

Groundcherries är en av hundratals så kallade "föräldralösa grödor"-frukter, grönsaker och spannmål som odlas i liten skala, ofta försörjningsgårdar runt om i världen, men har i stort sett ignorerats av kommersiella odlare på grund av dåliga skördar och lågt motståndskraft mot skadedjur och dåligt väder. Men det kan komma att förändras.

Växtforskare skapade rubriker med hjälp av genredigeringsverktyget CRISPR för att justera några av markens oönskade egenskaper. Genom att sekvensera växtens genom och jämföra det med välstuderade genomer som tomaten, forskare från Howard Hughes Medical Institute och Boyce Thompson Institute kunde identifiera gener i jordbruket som kontrollerade för växtform och fruktstorlek. Med CRISPR, de redigerade uttrycket för dessa gener för att producera mer kompakta och buskiga jordköksväxter med 25 procent tyngre frukt. (Deras resultat publicerades i tidskriften Nature Plants den 1 oktober, 2018.)

Nu, om de kan ta reda på hur de kan hålla den mogna frukten från att falla av vinstocken, det fattiga föräldralösa jordbruket kan "adopteras" av storskaliga kommersiella odlare och dyka upp i din lokala livsmedelsbutik.

"Det är en riktigt spännande tid att vara i växtförädling just nu, "säger Allen Van Deynze, en växtförädlare och forskare vid University of California, Davis. "Växtförädling har alltid definierats som vetenskap och konst, och det blir mycket mer vetenskap. Det är på grund av de verktyg vi tar med oss ​​till bordet. "

Van Deynzes intresse för växtförädlingsteknik går långt utöver att rädda en favorit för bönder. Han är teknisk ledare för African Orphan Crops Consortium, ett försök att sekvensera genomerna för 101 föräldralösa grödor i Afrika som jams, finger hirs, spiderplant och jujube. Även om miljoner afrikaner förlitar sig på dessa grödor, de vanligaste sorterna innehåller ofta viktiga vitaminer och mineraler. Som ett resultat, Van Deynze säger att 37 procent av afrikanska barn drabbas av livslånga effekter av undernäring.

CRISPR kontra GMO

Ett av målen för Van Deynzes grupp är att utbilda hundratals afrikanska växtförädlare i den genomteknologi som används av västerländskt kommersiellt jordbruk för att förbättra basfrukter som vete, majs och sojabönor. Konsortiet sekvenserar inte bara ett fullständigt genom för varje föräldralös gröda, men det ger också genetisk information om ytterligare 100 sorter av varje växt. Som ett första steg, de afrikanska växtförädlarna kommer att välja fördelaktiga egenskaper från flera sorter och korsa dem med traditionell uppfödningsteknik.

Men Van Deynze säger att det också kommer att finnas fall där en växts naturliga genetiska mångfald inte kommer att räcka för att göra grödan tillräckligt torktålig eller näringsrik.

"Det är då du börjar titta på resten av verktygen i växtförädlarens verktygslåda, "säger Van Deynze." Finns det någon genredigeringsmetod som jag kan använda som fungerar på andra arter? "

Att använda CRISPR för att redigera specifika gener i en växt är inte samma sak som teknikerna som används i GMO (genetiskt modifierade organismer) grödor, Van Deynze förklarar.

"Med nuvarande GMO -teknik, du sätter in en gen som inte redan finns och den genen går slumpmässigt i genomet, "säger Van Deynze." Med CRISPR, vi modifierar en gen som redan finns där. Konceptuellt, det är en helt annan sak och också mycket mer effektiv. Det är därför CRISPR är mycket spännande, vi hoppas att det vinner acceptans över hela världen. "

U.S. Food and Drug Administration (FDA) reglerar eller förbjuder för närvarande inte genetisk redigering av livsmedelsgrödor med CRISPR eller liknande teknik, och Van Deynze tror att dessa nästa generations uppfödningsverktyg är i sig säkra, mest för att de inte existerar i ett vakuum. Nya växtsorter konstruerade med CRISPR kommer fortfarande att behöva noggrant fälttestas och utvärderas innan de skickas till marknaden.

Van Deynze noterar verktyg som CRISPR kan hjälpa växtförädlare att hänga med i de oförutsägbara effekterna av klimatförändringar. "Vi lever i en värld av extrema och vi ser de extrema oftare, "säger han." Vi behöver mer robusta grödor som tål förhållanden som torka, extrem värme och olämplig kyla. "

Den största fördelen med CRISPR-stödd uppfödning är snabbhet. Den nya, buskigare sorten av jordbruk tog bara två år att utveckla med CRISPR, jämfört med fem år eller mer med konventionella växtförädlingsmetoder. Men tro inte att forskare kan programmera in de exakta egenskaperna för en helt ny växtsort och väcka den till liv.

"Vi är inte" Jurassic Park "vid det här laget och vi är långt ifrån det, säger Van Deynze.

Quinoa är ett exempel på en föräldralös gröda som har blivit ett känt namn i USA och Europa. Ökad medvetenhet om spannmålets näringskvaliteter, och initiativ som FN:s livsmedels- och jordbruksorganisation som utsåg 2013 till det internationella året för Quinoa hjälpte till att höja sin profil.