Chinesische Wissenschaftler haben eine Generation von „reinen und fruchtbaren Kartoffellinien“ mit Genom-Editing-Technologien in einer bahnbrechenden Leistung entwickelt. Das Experiment unter der Leitung von Huang Sanwen, einem Forscher mit dem Landwirtschaftlich Das Genomics Institute in Shenzhen (AGIS) unter der Chinesischen Akademie für Agrarwissenschaften (CAAS) nutzte das Genomdesign, um die Kartoffelzüchtung von einem langsamen, nicht akkumulativen Modus in einen schnellen iterativen Modus umzuwandeln.
Im Gegensatz zu anderen Kulturpflanzen, Kartoffeln, wird die Knollenkultur eher klonal als durch Samen vermehrt. Infolgedessen sieht sich der Kartoffelanbau mit einer Reihe von Problemen konfrontiert, darunter lange Züchtungszyklen, geringe Reproduktionseffizienz, Krankheiten und Schädlingsbefall, sagte Huang, Generaldirektor der AGIS, gegenüber der China Media Group (CMG).
Darüber hinaus sind die genetische Verbesserung und der Züchtungsprozess der Kartoffel aufgrund der Komplexität ihres Genoms sehr langsam, fügte Huang hinzu.
Um den Herausforderungen des Kartoffelanbaus zu begegnen, initiierten Huang und sein Team im Jahr 2015 den „Upotato Plan“, der darauf abzielt, die vegetative Vermehrung durch Hybridsaatgut durch Genomdesign zu ersetzen und die Kartoffelzüchtungsgeschwindigkeit und Vermehrungseffizienz zu verbessern.
„Wir müssen zuerst das Problem der Selbstunverträglichkeit lösen, das heißt, dass Kartoffeln nach der Selbstbestäubung keine Samen produzieren. Durch Materialauswahl und Gen-Editierung haben wir das Problem erfolgreich angegangen und Saatgut produziert“, sagte Huang.
„Inzwischen haben wir auch entdeckt, wie man die Pflanzengesundheit und den Ertrag verbessern kann. Durch Genomdesign eliminierten wir schädliche Mutationen, aggregierten gute Gene und kultivierten schließlich die Kartoffelsorte 'Upotato NO. 1.' Nach den Tests hat es eine hervorragende Leistung gezeigt.“
Die Forschung ist laut CAAS die weltweit erste Anwendung von „Genomdesign“ in der Kartoffelzüchtung. Ihre internationalen Kollegen haben die Arbeit des Teams anerkannt. „Diese Arbeit ist sehr wichtig, weil sie für die Ernährung des Planeten relevant ist“, sagte Sofin Kamon, Mitglied der Europäischen Akademie der Wissenschaften. „Professor Huang und sein Team haben die Kartoffel im Wesentlichen neu erfunden. Sie haben die Ernte fast von Grund auf neu erfunden. Die Hybridkartoffel und die Hybridkartoffeltechnologie sind wirklich erstaunlich, um die Kartoffelernte in das moderne Zeitalter der Pflanzenzüchtung zu bringen.“
Im vergangenen November wurde in der südwestchinesischen Provinz Yunnan ein Versuch mit der Kartoffel „Upotato Nr. 1“ durchgeführt. Es wurde festgestellt, dass die Leistung im Februar dieses Jahres weit über den Erwartungen lag.
„Der Ertrag der Hybridkartoffeln der ersten Generation lag bei fast 3 Tonnen pro Mu (ca. 45 Tonnen pro Hektar), was dem Ertrag der besten Kartoffelsorten der Region entspricht“, Zhang Chunzhi, Erstautor der Forschungsarbeit und Mitglied der AGIS, sagte CMG.
„Wir brauchen jetzt nur noch 2 Gramm Kartoffelsamen für ein 200-mu-Land, im Vergleich zu XNUMX Kilogramm Saatkartoffeln zuvor, was die Pflanzkosten stark reduziert.“
Für den nächsten Schritt werden die Forscher die Technologieforschung und -entwicklung verstärken, um die Industrialisierung von Kartoffelsamen vorzubereiten, fügte Zhang hinzu.