Hybrida jordbruks- och trädgårdsgrödor kan spela en viktig roll för att stödja global livsmedelssäkerhet. De ger högre avkastning och är ofta mer motståndskraftiga än icke-hybrida sorter mot sjukdomar och klimatstress. Men för många grödor finns inga hybridsorter tillgängliga. Varför är det så?

Majs är en globalt mycket viktig gröda, och användningen av hybridsorter är rutin. Den första typen introducerades så långt tillbaka som 1930. Men det har inte hänt för andra stora grödor som vete och kassava. Nu har det för första gången gjorts en omfattande studie av alla faktorer som avgör om kommersiella växtförädlare kan komma på en hybridsort. Ibland finns det biologiska utmaningar. Ofta spelar ekonomiska faktorer in.

Det är en unikt omfattande undersökning, publicerad i tidskriften Nature Plants . Författarna till artikeln är knutna till hybridpotatisförädlingsföretaget Solynta och Wageningen University &Research. Huvudförfattare är Emily ter Steeg, en Ph.D. kandidat inom utvecklingsekonomi.

Genererar inavlade linjer

En hybridsort är "en ättling till två föräldraväxter som kompletterar varandra perfekt. Hybriden kombinerar då föräldrarnas bästa egenskaper", säger ter Steeg. Men för att skapa lämpliga föräldrar måste du se till att de är så genetiskt enhetliga som möjligt (homozygota). Du kan göra detta genom att korsa föräldrarna med sig själva - en process som kallas "selfing" eller "inavel". "Att utveckla starka moderlinjer tar tid och kostar pengar. Så växtförädlaren måste vara säker på att få avkastning på denna investering", säger ter Steeg.

Det finns många hinder att övervinna. Först och främst måste det vara biologiskt möjligt att producera dessa homozygota föräldralinjer. En självpollinerande växt är idealisk, medan det är mycket svårare för växter som alltid korspollinerar med en annan växt. Dessutom har vissa grödor också flera uppsättningar kromosomer, vilket gör det ännu svårare, eller nästan omöjligt, att producera inavlade föräldralinjer.

Potatisen som odlas på våra åkrar har till exempel fyra uppsättningar kromosomer med ärftligt material. Det är en viktig anledning till att det har gjorts så få försök att skapa inavlade linjer. Det gör potatisförädlingen särskilt svår, och det är därför vi fortfarande har uråldriga sorter som Bintje eller Russet Burbank.

Men vi gör framsteg. Det finns faktiskt också diploida potatisar som bara har en enda uppsättning gener. Dessa sorter stödde inte inavel. Men forskare vid Solynta och Wageningen University &Research har nyligen lyckats komma runt det hindret. Sli-genen är nyckeln till det. Nu är vägen klar för att utveckla potatis från hybridfrön snarare än från knölar.

Ekonomiska drivkrafter

"Med vete finns det en annan fråga att ta hänsyn till. Vete producerar relativt få frön per pollinering och än så länge är mervärdet av hybridsorter begränsat. Det är också en segmenterad marknad. Det är därför det ännu inte är kostnadseffektivt att utveckla hybridvete för växtförädlare. ," säger ter Steeg.

Forskarna undersökte de ekonomiska drivkrafterna för att utveckla en hybridsort. Å ena sidan är det kostnaden för utvecklingsprocessen, och å andra sidan är det de förväntade intäkterna. Båda spelar en viktig roll. "Stora marknader eller marknader med högt förädlingsvärde är mer lönsamma för växtförädlare. Det är därför du ser hybridsorter av stora globala grödor och viktiga grönsaker men mindre så för små lokala grödor. Dessutom avgör marknadspriset på de skördade produkterna hur mycket en odlaren är villig att investera i utsäde. Därför påverkar marknadspriserna för odlare utsädespriser och växtförädlares intäkter."

Gemensam ansträngning

Högavkastande, robusta grödor behövs akut för att möta utmaningarna med global livsmedelssäkerhet och klimatförändringar. "Men det saknas framsteg i förädlingen av vissa basgrödor, som är viktiga för livsmedelssäkerheten. Det gäller kassava, sockerrör och sötpotatis, men också traditionella bladgrönsaker och frukter. Om vi ​​vill förbättra och säkerställa tillgången till näringsrik mat i fattigare länder är det viktigt att göra framsteg även när det gäller kommersiellt mindre attraktiva grödor", säger ter Steeg.

Författarna till Naturväxter artikeln rekommenderar offentlig-privata partnerskap i fall där växtförädlare inte kan se ett omedelbart affärscase. "Exempel på ett sådant tillvägagångssätt är det nationella programmet 'Topsectorenonderzoek' (Topsectorenforskning) och dess föregångare 'Technologisch Top Instituut Groene Genetica' (Technological Top Institute Green Genetics). Till exempel har många genotyper (halvfabrikat) levererats i bland annat paprika och tomater som sedan användes av förädlingsföretag för att utveckla nya sjukdomsresistenta sorter."