Potatis som skadas vid skörd eller vid efterskördsbehandling blir brun i kontakt med syre, enzymatisk bruning, vilket är ett problem för både producenter och industri runt om i världen och många ton potatis går årligen till spillo. Forskare på SLU har genom internationellt samarbete med INTA i Argentina lyckats inaktivera en gen med hjälp av gensaxen CRISPR/Cas9 för att minska denna brunfärgning av potatis.
Enzymatisk bruning gör att frukt, grönsaker och rotsaker som skadas, delas eller skalas blir brunfärgad vid kontakt med syre. Då kickar ett enzym igång som heter Polyfenoloxidas (PPO) och gör den utsatta ytan brun. Detta kan ske såväl under skörd som under transport och lagring då potatisen utsätts för stötar. Den enzymatiska bruningen av potatis är en naturlig försvarsmekanism för potatisen men samtidigt minskar den kvaliteten och förändrar smak, textur och näringsvärde. Det gör att många ton potatis kasseras.
Denna process styrs idag inom industrin med hjälp av kemiska och/eller fysiska medel som är resurskrävande och vissa metoder kan till och med utgöra hälsorisker. Med gensax-tekniken slås PPO-genen ut och bruningsprocessen i potatisen uppstår inte.
- Utvecklingen av ny teknik för att kontrollera PPO-enzymet i potatis är det mest lovande och säkraste sättet att undvika oönskade brunfärgade föreningar i färska och bearbetade potatisprodukter. Med hjälp av denna metod kan potatis få en bättre hållbarhet, menar Mariette Andersson, forskare på institutionen för växtförädling på SLU.
Metoden har visat sig mycket effektiv då potatis består av fyra genom (genkopior) och förändringen måste ske i alla fyra genom för att lyckas. I detta projekt användes matpotatissorten Desirée, en ofta använd sort inom potatisforskning över hela världen. En mutation i enzymets gen infördes med hjälp av en målsökare kopplad till för att få ett klipp på en specifik plats i genen. Detta klipp bidrar till att ett funktionellt enzym ej längre kan bildas.
- Både saxen och målsökargenen vi använder försvinner snabbt och det uppklippta DNAt repareras av potatisen. Vid reparationen blir ofta resultatet annorlunda mot ursprunget, det vill säga en mutation säger Per Hofvander, forskare på institutionen för växtförädling på SLU.
Denna metod är ett sätt att ta fram nya sortkandidater inom växtförädlingen. Projektet fortsätter genom att forskarna i Argentina har påbörjat fältförsök. Under fältförsöket kommer forskare att observera de valda linjerna i samband med normal produktion för att i slutändan kunna introducera potatissorter med den nya egenskapen i Argentina.
Projektet är ett samarbete mellan SLU och INTA (Instituto Nacional de Technología Agropecuaria) i Argentina.
Reduced Enzymatic Browning in Potato Tubers by Specific Editing of a Polyphenol Oxidase Gene via Ribonucleoprotein Complexes Delivery of the CRISPR/Cas9 System, 2020, Front Plant Sci. 2019; 10: 1649. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01649
På SLU används denna metod med CASPR/Cas9 för flera olika syften i potatis, allt från att möjliggöra utvinning av potatisprotein för livsmedelsanvändning till att minska kemikalieanvändning inom industrin genom att tillföra lagringsstabilitet hos potatisstärkelse i livsmedelsprodukter.
Läs mer:
Nya användningsområden för potatis genom utvärdering med gensax
Specialpotatis för stärkelseindustrin blir Sveriges första ”CRISPR-Cas9-gröda”