Karakterisering av Fusarium-resistent havre

Målsättning var att ta fram havrelinjer med en ökad tolerans mot Fusarium jämfört med aktuella marknadssorter. De 10 allra bästa linjerna skulle väljas ut för mer detaljerade studier. Slutligen skulle molekylära markörer för en effektiv förädling av ökad tolerans mot Fusarium tas fram. Sådana kan användas som markörer vid korsning av Fusariumresistens till olika marknadssorter. Målsättningen var ambitiös och projektansökan var därför för tre år men tyvärr erhölls endast medel för två år. Trots detta kunde ett flertal av målsättningarna uppnås, framför allt de som innefattade laboratoriedelen. Korsningsförsök, större fältförsök och markörarbetet påbörjades också men hann inte slutföras. Däremot analyserades hela mutatonspopulationen och efter tester i laboratoriet och i fält under två års tid identifierades 9 mycket lovande linjer. Via en helt ny infektionsmodell och en jämförande proteomikstude kunde också flera unika proteiner identifieras och kopplas till Fusariumresistens.

Under senare år har en medvetenhet av att motverka sjukdomar genom att äta rätt mat ökat i stora delar av världen. Havre innehåller flera ämnen som har hälsobefrämjande egenskaper. Det vetenskapliga underlaget för detta är starkt och havre har flera s.k hälsopåståenden både i USA och inom EU. Havre-ß-glukaner är kolesterolsänkande, bidrar till ett lägre glycemiskt index, är positiva för matsmältningen, stimulerar tarmfloran, stimulerar immunförsvaret och motverkar koloncancer. Även odlingsmässigt har havre många fördelar eftersom det är en frisk gröda med få sjukdomar. Den är en viktig rotationsgröda som bidrar både till ett sundare jordbruk och högre skördar i den efterföljande grödan. Vi borde således odla mer havre av både hälso- och miljöskäl.
Tyvärr har havre, liksom annan stråsäd, under senare år uppvisat förhöjda halter av vissa svampgifter, s.k mykotoxiner. Mest aktuell under senare år är Fusarium, som attackerar grödan under blomningen, växer och frodas och producerar diverse giftiga ämnen som ackumuleras på kärnorna.
Både livsmedels- och foderproducenter eftersöker nu en toxinfri råvara och marknaden för en “lågmykotoxinhavre” är stor. De nuvarande strategierna för att få ner mykotoxinhalterna är att genom rådgivning få odlarna att följa vissa rutiner så att skadan minimeras. Negativa parametrar som t.ex. regn under själva blomningen är svåra att påverka men att undvika skörderester på markytan och en ensidig stråsädesodling är åtgärder som ger en viss effekt. Det är också en stor fördel att använda friskt utsäde.
Trots aktiva motåtgärder varierar mykotoxinhalterna emellertid mycket från år till år och från lokal till lokal. Det finns därför okända parametrar som påverkar både hur svampen utvecklas och hur själva mykotoxinbiosyntesen regleras. För att komma till rätta med problemet krävs därför mer långsiktiga åtgärder. Resistensförädling har länge varit framgångsrikt i kampen mot patogener som virus, bakterier, svamp, nematoder och insekter i många olika grödor. De borde således vara möjligt att få fram Fusarium-resistenta sorter. I vete och korn finns det vissa sortskillnader när det gäller Fusariumtolerans, men i havre finns det inte några riktigt bra resistenta linjer att utgå ifrån i en resistensförädling.
I detta projekt var huvudmålsättningen därför att ta fram nya genkällor för Fusariumresistens i havre. Nyckeln är en helt ny havrepopulation med en mycket hög genetisk variation som vi tagit fram. Denna havre härstammar från ett mutationsprogram där vi introducerat ett stort antal slumpmässiga mutationer av samma typ som normalt sker vid varje celldelning i enskilda havrekärnor. Genom att odla upp och etablera linjer från ca 3000 sådana kärnor har vi skapat en mutationspopulation med sammanlagt ca 3 miljarder olika mutationer, dvs variationen är mycket stor. Havren som härstammar från denna population definieras inte som genetiskt modifierad (GM), då genteknik inte använts i genmodifieringssteget och då mutationerna betraktas som naturliga.
Mutationspopulationen har en så stor variation att individuella linjer med i stort sätt vilken egenskap om helst finns representerad där. Genom att systematiskt söka igenom populationen med avancerade biokemiska- och molekylärbiologiska metoder kan vi identifiera havre med just den egenskap vi söker. Vi har redan identifierat ett flertal linjer med höga betaglukan-, protein- och fetthalter. I detta projekt utarbetade vi en speciell infektionsmodell för att identifiera Fusariumresistens, testade 2300 linjer i populationen och identifierade ca 100 som var mycket mer resistenta än marknadssorterna som vi utgick från. Ett stort antal tester har sedan utförts på dessa linjer, både på laboratoriet och i fält och ett tio-tal mycket lovande linjer har identifierats. Nästa steg är nu att ta fram s.k. markörer för att underlätta en korsning av speciellt lyckade mutationer i dessa linjer till de bästa marknadssorterna, för att på så vis göra dessa resistenta mot Fusariumangrepp.