Äpplen med rött kött och andra nya fruktsorter kan snart komma att finnas i snabbköpet nära dig tack vare nya tekniker för växtförädling som efterliknar DNA-mutationer som förekommer i naturen, enligt forskare från Plant & Food Research (PFR) i Nya Zeeland.
Teknikerna gör det möjligt att enkelt manipulera utseendet, känslan, smaken och näringsinnehållet hos frukt och grönsaker för att snabbt skapa produkter av högre kvalitet.
De flesta av näringsämnena och vitaminerna i produkter som äpplen och potatis, till exempel, finns i färgföreningar, eller pigment, som är koncentrerade i skalet. Men genom att manipulera en familj av proteiner som kallas ”MYB-transkriptionsfaktorer” och som slår på eller av andra gener kan forskarna producera dessa hälsosamma föreningar i hela frukten, inklusive fruktköttet.
Detta kan göras med hjälp av genredigeringstekniker som CRISPR/Cas9, som i princip gör det möjligt för forskare att ”kopiera och klistra in” DNA-kod.
I en artikel som publicerades i tidskriften Trends in Plant Science granskade forskarna Andrew Allan och Richard Espley från PFR forskningen om MYBs som är förknippade med utvecklingen av biologisk signalering och pigmentering i växter.
”Studier har visat att pigment som antocyaniner och karotenoider tros erbjuda fördelar för hälsan och kosten”, säger Allan i ett uttalande. ”Förändringar i viktiga MYB-transkriptionsfaktorer skulle kunna förvandla det färglösa fruktköttet i vissa frukter till ett med färg. ”Det skulle avsevärt kunna öka innehållet av pigment per fruktportion, vilket skulle kunna leda till en möjlig stegvis förändring av hälsofördelarna.”
Bortsett från att påverka färgen är MYBs också involverade i smak, smak och arom, liksom i köttets konsistens och bildandet av hår på huden.
Förädling av nya kategorier av frukter och grönsaker med förbättrat utseende, smak, konsistens och förvaringsförmåga, bland andra önskvärda egenskaper, skulle kunna uppmuntra till konsumtion av mer vegetabiliska produkter, och på så sätt gynna folkhälsan, enligt forskarna.
Samtidigt som förädling baserad på färg och smak är en mycket gammal teknik, började man förädla med markörer som är inriktade på MYBs först för ungefär tio år sedan. Dessutom har manipulering av MYBs med genredigering bara ägt rum i mindre än fem år, berättade Allan för Newseek.
Livsmedel som röda och vita vindruvor, blodapelsiner och lila ris har alla sina unika särskiljande egenskaper tack vare naturliga variationer i MYBs. Men den nya tekniken påskyndar i huvudsak denna naturliga process.
”Det tar många år att vänta på att en naturlig variant i en MYB ska uppstå – på grund av solljus eller förändringar vid korsning av en växt med en annan”, säger Allan. ”Detta händer – DNA förändras naturligt med tiden. Men genredigering kan framkalla en förändring precis bredvid en MYB (bredvid dess DNA-sekvens) för att öka dess aktivitet, eller precis i MYB-sekvensen (för att minska dess aktivitet).”
”Dessa nya förädlingstekniker gör det möjligt att framställa nya växtsorter, vilket kommer att ge konsumenterna fler valmöjligheter”, sade Allan. ”Många av dessa kommer att ha mätbara ökningar av näringsinnehållet. Det är möjligt att öka avkastningen, vilket kan vara till hjälp i områden där det råder brist på livsmedel. Växter kan anpassas snabbare, till ett förändrat klimat, med nya förädlingsmetoder.”
Andra nya växtförädlingsmetoder kan vara fördelaktiga av olika skäl. En metod som kallas ”speed breeding” kan till exempel odla grödor flera gånger snabbare än traditionella metoder, vilket skulle kunna bidra till att föda världens snabbt växande befolkning.
Processen som beskrivs i tidskriften Nature Plants hjälper växterna att växa snabbare genom att placera dem under ett särskilt belysningssystem som är förbättrat för fotosyntesen.