Planteforedling

Nye sorter kulturplanter med nyttige egenskaper laget ved domestisering og kunstig seleksjon.

Allerede for 9000 år siden var det åkerbruk og dyrehold i Mesopotamia mellom Eufrat og Tigris. Langs de store elvene ble det utviklet landbruk: Nilen i Egypt, Indus i India, og Yangtzekiang i Kina. Kulturplantene har blitt utviklet ved utvalg fra ville arter. I begynnelsen ble det samlet korn fra grasaks hvor frøene satt godt fast og ikke falt av under innhøstingen. Planter uten bitter smak ble valgt til matplanter. Medisin- og krydderplanter inneholdt bitterstoffer og eteriske oljer. Oppsvulmete jordstengler og rotstokker ga energirik stivelse. Noen plantearter ble valgt ut til kultivering, andre ble høstet der de stod i vill tilstand. Allerede i oldtidsriket Assyria kjente man til kunstig pollinering av daddelpalmer. Et av formålene med planteforedling er å få størst mulig biomasse i det planteorganet som skal utnyttes. Produksjonsfysiologi tar for seg hvordan vekstforhold, næringsopptak og syntese av assimilater påvirker biomasseproduksjonen. Planter som utnytter vekstforholdene best velges ut. Det er imidlertid ikke slik at de mest produktive sortene alltid gir størst avkastning. Planteforedleren må ta hensyn til mange forhold. For korn kan dette være stråstivhet og lengden på planten som gjør at de tåler mer gjødsel uten å gi legde. Korn må kunne tåle å vokse tett. Det er en fordel med mange strå per plante og et langt og stort aks med mange korn. Andre egenskaper det må tas hensyn til i foredlingsarbeidet er næringsverdi, vinterherdighet, konkurransesvakhet mot ugrasplanter, evne til å tåle tørke og angrep fra sopp og andre mikroorganismer. For frukt ønsker man partenokarpe planter som har fruktutvikling uten at det dannes frø. Et eksempel på foredlingsarbeid er raps, hvor de opprinnelige sortene inneholdt mye giftig erukasyre og sennepsoljeglydosider (glukosinolater). Foredlete sorter gir rapsolje uten skadelige innholdsstoffer. I formeringsarbeidet ønsker planteforedleren å forbedre egenskapene til en plante ved å tilføre ny variasjon. Dette skjer ved å krysse nytteplanten med en varietet eller ville slektninger av nytteplanten. Etter kryssingen dannes det F1-heterozygoter, og det er nødvendig å fjerne mange av egenskapene som kom fra faren (paternalt) bortsett fra de ønskede egenskapene. Fjerningen skjer ved ytterligere kryssing og seleksjon (utvalg). Hvilken strategi som velges avhenger av om nytteplanten er utkrysser eller innkrysser.

For utkryssere blir utvalgte F2-planter fra F1 x F1 tilbakekrysset med moren moren (maternalt). For innkryssere blir avkom i F1-generasjonen selvpollinert, og i F2-generasjonen utvelges planter med ønskede egenskaper.

Tilbakekryssing eller selvpollinering brukes inntil individene i kryssingen er like og anses for å være homozygote og danne rene linjer. Dette kan ta opptil 10 generasjoner. Det er tidkrevende å frembringe homozygote individer. Homozygote planter gir likt frø med identiske genetiske egenskaper. Slik kryssingsstragegi kan bare utføres for ettårige planter. For flerårige ville en slik metode ta for lang tid. Et alternativ er å bruke haploide planter, laget fra pollen eller embryosekk i vevskultur, fra den heterozygote F1-generasjonen. I løpet av bare en generasjon dannes homozygot avkom. Kryssing må utføres planmessig ved å kombinere flere verdifulle egenskaper for en foreldresort med en annen foreldresort. Kryssing mellom to homozygote foreldrelinjer kan i F1-generasjonen gi hybrider som gir større vekst og avkastning, et fenomen kalt heterose. Resistensgener mot sykdom finnes ofte hos ville og primitime former. Det finnes multiple alleler for et gen og i genbanker (den nordiske genbanken) tar man vare på den genetiske variasjonen blant kulturplantene. Monokulturer utsettes lett for masseangrep av insekter og patogene organismer. Sveriges første professor i genetikk, Herman Nilsson-Ehle, viste at en kjempeosp (Populus tremula var. Gigas) var triploid. Polyploide planter har ofte større dimensjoner på stengel, blad, blomster og frø. Polyploidi krever større cellekjerne og plantene får større celler. Svært mange av kulturplantene er polyploide. Potet er tetraploid og brødhvete er heksaploid. En triploid steril sukkerbete er krysset fram fra en hannsteril diploid mor og en tetraploid farslinje. Colchicin kan brukes til å framkalle kunstig kromosomdobling. Det er svært arbeidskrevende å drive kryssingsarbeid med polyploide sorter, og tradisjonelt foredlingsarbeid blir nå også delvis erstattet med gentekniske metoder. Frøprodusentene ønsker å sikre sine økonomiske interesser i de høytytende sortene, ved at bonden eller hageeieren må kjøpe nytt frø hvert år. F1-hybrider (F1-sorter) av tomat og agurk har bare noen få frø i en standardpakke, og disse er svært dyre. "Terminator"- og apomiksis-teknologi er nye foredlingsmetoder som er omstridte.

Genteknologiske metoder gir mulighet for å sette inn mange resistensgener samtidig, sammenlignet med tradisjonell kryssing.

Transgen og kryssing

,

Av Halvor Aarnes
Publisert 4. feb. 2011 13:23 - Sist endret 12. apr. 2018 12:52