Förutom de nästan 9 000 höstvetetillgångarna odlade forskarna även elitsorter inom försöksfältet och undersökte resistens mot bland annat gulrost. Kredit:IPK Leibniz Institute/ C. Martin
Genbanker över hela världen ger ett viktigt bidrag till bevarandet av biologisk mångfald. Bara i Federal Ex situ Gene Bank vid IPK Leibniz Institute finns mer än 150 000 gamla sorter bevarade. Utöver negativa egenskaper besitter gamla och exotiska sorter många värdefulla genvarianter som gått förlorade i moderna sorter men som kan vara avgörande för växtproduktionen i framtiden. Men hur kan denna dolda skatt av värdefull biologisk mångfald utnyttjas för jordbruket?
Det är frågan som en forskargrupp ledd av IPK har undersökt. I ett tvärvetenskapligt tillvägagångssätt som involverade växtförädlare, växtgenetiker, växtpatologer och bioinformatiker, lyckades de upptäcka ny biologisk mångfald från gamla sorter för avkastningsprestanda och motståndskraft mot gulrostsangrepp för att kunna utnyttja den för växtodling. Resultaten publicerades i tidskriften Nature Genetics .
Tack vare den kontinuerliga finansieringen av arbetet under sex år hittills av det federala ministeriet för utbildning och forskning, var det möjligt att testa IPK Leibniz Institutes omfattande samling av gamla vetesorter för deras avkastningsprestanda och motståndskraft mot gulrost i laboratoriet, men också i fältförsök.
"Detta krävde ett logistiskt mästerskap från alla projektdeltagare och många innovativa tillvägagångssätt för att utvärdera potentialen hos de gamla sorterna utan störande effekter", säger Dr Albert Schulthess, första författare till studien. För att fastställa skördepotentialen korsades de gamla sorterna med anpassade elitsorter till exempel. Först då blev avkastningspotentialen för de gamla sorterna tydligt synliga.
Och det är inte allt:forskarna använde resultaten för att utveckla överbryggningslinjer för veteförädling från lovande gamla sorter genom att korsa dem med nuvarande sorter. Prestandan hos den resulterande avkomman överraskade forskarna:"Vi observerade högre avkastning i vissa överbryggningslinjer jämfört med viktiga nuvarande elitsorter", säger Dr Albert Schulthess, forskare i forskargruppen "Quantitative Genetics".
Prof. Dr Jochen Reif, koordinator för konsortiet och chef för forskargruppen, är övertygad om att tack vare de två avelsföretagens engagemang kan den biologiska mångfalden i elitbassängen ökas genom att använda ny värdefull genetisk variation av brolinjerna :"Detta är av stor betydelse för att ta itu med de enorma problem som klimatförändringarna innebär för jordbruket."
Resultaten av studien möjliggör ett stort steg mot jordbruk med mindre eller ingen användning av bekämpningsmedel. "Genom den omfattande sekvenseringen av gamla och nya sorter i kombination med värdefulla fältdata kunde vi identifiera möjliga nya genvarianter för resistens mot gulrostsangrepp", säger Dr Albert Schulthess. Detta hade inte varit möjligt utan avkodningen av vetegenomet, där IPK Leibniz-institutet spelade en ledande roll.
"Med de nya genomregionerna vi upptäckte i några gamla sorter, kan vi diversifiera immunsystemet hos vete", förklarar Prof. Dr. Jochen Reif.
Det finns dock fortfarande stora utmaningar att övervinna innan de nya resistensgenerna kan användas i växtproduktion. Till exempel måste resistensgenerna valideras och införlivas i bakgrunden av elitlinjer. Helst skulle man samtidigt få en djupare förståelse för försvarsinsatsens karaktär. Detta skulle göra det möjligt att använda de nya motståndskällorna på lång sikt. + Utforska vidare
