– I Norge er butikkhyllene fullpakket med søte bananer til lave priser, men på den andre siden av kloden kjemper bananbøndene en kamp mot fremmede virus, bakterier, sopp, skadedyr og insekter som kan ødelegge bananhøsten, skriver Maryia Khomich og Eirik Grov Statle.
– I Norge er butikkhyllene fullpakket med søte bananer til lave priser, men på den andre siden av kloden kjemper bananbøndene en kamp mot fremmede virus, bakterier, sopp, skadedyr og insekter som kan ødelegge bananhøsten, skriver Maryia Khomich og Eirik Grov Statle.

Genredigering med CRISPR er et nytt våpen i kampen mot plantesykdommer

POPULÆRVITENSKAP: Forskere har brukt genredigering for å gjøre kokebananer mer motstandsdyktige mot et vanlig og utbredt virus.

I Norge er butikkhyllene fullpakket med søte bananer til lave priser, men på den andre siden av kloden kjemper bananbøndene en kamp mot fremmede virus, bakterier, sopp, skadedyr og insekter som kan ødelegge bananhøsten.

Banan er verdens mest produserte frukt, og det finnes mer enn 1000 banansorter. De kan deles inn i to grupper: spisebananer, som du kjøper på butikken i Norge, og kokebananer, deres nærmeste slektninger. En rekke varianter av kokebananer er en grunnleggende del av kostholdet i Øst- og Sentral-Afrika, på lik linje med poteten i Norge.

De fleste variasjonene av banan er det vi kaller polyploide. Det betyr at de har mer enn to kopier av hvert kromosom, i motsetning til for eksempel mennesker og de fleste dyr, som har arvet et sett med kromosomer fra mor og et sett med kromosomer fra far.

I planteriket er polyploidi utbredt og vanlig. Mange landbruksarter som hvete, potet, bomull og kaffe er polyploider. Med flere kromosomsett er det flere kombinasjonsmuligheter og mulighet for større variasjon, som er viktige for de som dyrker plantene. Det er ikke uvanlig å fremkalle polyploide eksemplarer kunstig ved hjelp av kulde eller kjemikalier, for å få frem ønskede egenskaper som fin farge eller mer vitaminer og mineraler.

Men når planten er polyploid er det vanskelig å endre enkeltegenskaper med tradisjonell krysning. Dette er også tilfellet med de fleste banansorter som stammer fra to foreldrearter med to forskjellige genomer, enten fra én av dem eller som krysninger mellom dem. Den genetiske likheten gjør at bananer er sårbare mot sykdom. Derfor brukes det store ressurser på å utvikle sorter som er motstandsdyktige mot plantepatogener.

Hvordan kan vi redde bananer på enklere og rimelige måte?

CRISPR/Cas9 er en ny metode for å gjøre målrettede endringer i arvestoffet DNA i alle typer celler og organismer. Opprinnelig utgjør CRISPR-metoden en del av bakteriens immunforsvar mot virus.

En forutsetning for å bruke CRISPR er at forskerne vet sekvensen på DNAet de vil endre og har en god leveringsmetode for å få de to viktige molekylene inn i cellene som skal endres. Disse molekylene er en kort RNA-tråd kalt sgRNA og et tilhørende enzym som kan kutte DNA. To av oppfinnerne av CRISPR-metoden vant nylig nobelprisen i kjemi, og metoden brukes allerede i forskning, matproduksjon, industriell bioteknologi, naturbevaring og medisin.

I motsetning til genmodifiserte planter, har genredigerte planter kun sine egne gener. Globalt kan genredigering være et bidrag til matsikkerhet og mer bærekraftig landbruk med mindre sprøytegift, særlig der hvor utfordringene fra klima, skadedyr og plantesykdommer er størst. Likevel er mange bekymret for at genredigert mat kan ha negative konsekvenser for miljøet og vår helse. Derfor er det viktig at myndigheter regulerer utvikling og godkjenning av genredigerte planter. Det vil være naturlig å sette en grense for hvor mye en skal kunne endre genmaterialet til en organisme, og, ikke minst, bestemme hvem som skal ha lov til å bruke teknologien, og til hva.

Ble brukt til å bekjempe utbredt virus

I bananproduksjon gir CRISPR/Cas9-metoden nytt håp for å beskytte planteavlinger ved å utvikle klimasmarte sorter. En vellykket strategi for å skru av bananstripevirus beskrives i en studie som nylig ble publisert i Communications Biology. Dette er et virus som er blitt en del av kokebanangenomet, og infiserer bananplanten under bestemte forhold. Strategien er basert på genomredigering ved bruk av CRISPR-metoden og kan bidra til å forbedre bananhøsten, samt sikre mat og inntekt for afrikanske bønder. Denne studien er den første som demonstrerte bruken av CRISPR/Cas9-teknologi for å forbedre avlinger i Afrika.

Dette viruset er utbredt, og ble først identifisert i Vest-Afrika i 1958. Det finnes nå hos de fleste bananprodusentene i Afrika. Viruset integrerer sitt DNA i genomet til bananplanten. Når plantene er stresset av mye regn eller tørke, produserer virusets DNA smittsomme partikler.

Under virusinfeksjon utvikler plantene sykdomstegn i form av gule striper på blader. På grunn av frykten for av denne sykdommen unngår bananavlere å bruke villbananen som morplante, selv om den har gode egenskaper som hardhet, et sterkt rotsystem og toleranse mot stress.

Jaindra Tripathi og kolleger ved forskningsinstituttet International Institute of Tropical Agriculture (IITA) i Kenya brukte CRISPR/Cas9-metoden for å inaktivere virusets DNA i genomet til Gonja Manjaya, en banansort med tre kromosomsett som er dyrket i Øst- og Sentral-Afrika.

Forskerne fant at 75 prosent av de genredigerte plantene ikke viste noen symptomer på bananstripevirus når de utsatt for tørke, sammenlignet med plantene som ikke var genredigerte. Dette bekreftet at virusets DNA ble deaktivert. Forskerne mener CRISPR/Cas9-teknologi kunne brukes til å styrke avlslinjer og utvikle bananhybrider som tåler mer og er i mindre fare for å bli smittet av bananstripevirus. Det betyr at CRISPR kan bidra til en rask teknologiutvikling og dermed økt innovasjon i framtiden.

Powered by Labrador CMS