Sjælden Groundcherry kunne snart være overalt,

Hvis du er et landmændsmarked regelmæssigt, du kender måske til groundcherry, en lille afskallet bær, der ligner en lille gul tomatillo, men smager som frugtagtig blanding af ananas, cherrytomat og vanilje. Chancerne er store for, at hvis du har prøvet jordkager - også kaldet "husk kirsebær, "" jordbærtomater "og" ananas tomatillos " - landmanden havde kun en lille forsyning. Det er fordi planterne, hjemmehørende i Central- og Sydamerika, er notorisk uvenlige over for avlere.

Groundcherries fik deres navn, fordi deres spredte, tomatlignende vinstokke vokser tæt på jorden i sammenfiltrede buske, og den afskallede frugt falder til jorden ved maksimal modenhed. Høst skal foretages i hånden, og frugt, der efterlades på jorden i regnen, rådner hurtigt. En perfekt moden frugtkød er en smagfuld fornøjelse, men arbejdskraft og tab gør det til en urentabel afgrøde for landmændene.

Groundcherries er en af ​​hundredvis af såkaldte "forældreløse afgrøder"-frugter, grøntsager og korn, der dyrkes i lille skala, ofte eksistensfarme rundt om i verden, men er stort set blevet ignoreret af kommercielle avlere på grund af dårlige udbytter og lav modstandsdygtighed over for skadedyr og dårligt vejr. Men det kan være ved at ændre sig.

Planteforskere skabte overskrifter ved at bruge genredigeringsværktøjet CRISPR til at justere nogle af fræseriets uønskede træk. Ved at sekvensere plantens genom og sammenligne det med velstuderede genomer som tomaten, forskere fra Howard Hughes Medical Institute og Boyce Thompson Institute var i stand til at identificere gener i groundcherry, der kontrollerede for planteform og frugtstørrelse. Ved hjælp af CRISPR, de redigerede udtrykket for disse gener for at producere mere kompakte og buskede frugtplanter med 25 procent tungere frugt. (Deres resultater blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Plants den 1. oktober, 2018.)

Nu, hvis de kan finde ud af at holde den modne frugt fra at falde af vinstokken, det fattige forældreløse frugtbrug kan "adopteres" af store kommercielle avlere og dukke op i din lokale købmand.

"Det er en virkelig spændende tid at være i planteavl lige nu, "siger Allen Van Deynze, en planteavler og forsker ved University of California, Davis. "Planteavl har altid været defineret som en videnskab og kunst, og det bliver meget mere videnskab. Det er på grund af de værktøjer, vi bringer til bordet. "

Van Deynzes interesse for planteavlsteknologi går langt ud over at redde en landmandsfavorit. Han er teknisk leder for African Orphan Crops Consortium, et forsøg på at sekvensere genomerne til 101 forældreløse afgrøder i Afrika som yams, finger hirse, edderkoppeplante og jujube. Selvom millioner af afrikanere er afhængige af disse afgrøder, de mest almindelige sorter er ofte ringe på vigtige vitaminer og mineraler. Som resultat, Van Deynze siger, at 37 procent af afrikanske børn lider af livslang virkning af fejlernæring.

CRISPR vs. GMO

Et af målene for Van Deynzes gruppe er at træne hundredvis af afrikanske planteavlere i de genomiske teknologier, der bruges af det vestlige kommercielle landbrug til at forbedre basisafgrøder som hvede, majs og sojabønner. Konsortiet sekventerer ikke kun et fuldt genom for hver forældreløs afgrøde, men det giver også genetisk information om 100 yderligere sorter af hver plante. Som et første skridt, de afrikanske planteavlere vil vælge gavnlige træk fra flere sorter og krydse dem ved hjælp af traditionelle avlsteknikker.

Men Van Deynze siger, at der også vil være tilfælde, hvor en plantes naturlige genetiske mangfoldighed ikke vil være nok til at gøre afgrøden tilstrækkelig tørkebestandig eller nærende.

"Det er, når du begynder at se på resten af ​​værktøjerne i planteavlerens værktøjskasse, "siger Van Deynze." Er der en genredigeringsmetode, som jeg kan bruge, der virker på andre arter? "

At bruge CRISPR til at redigere specifikke gener i en plante er ikke det samme som de teknikker, der anvendes i GMO (genetisk modificeret organisme) afgrøder, Van Deynze forklarer.

"Med den nuværende GMO -teknologi, du indsætter et gen, der ikke allerede er der, og det gen går tilfældigt i genomet, "siger Van Deynze." Med CRISPR, vi ændrer et gen, der allerede er der. Konceptuelt, det er en meget anden ting og også meget mere effektiv. Derfor er CRISPR meget spændende, vi håber, at det vinder accept på verdensplan. "

U.S. Food and Drug Administration (FDA) regulerer eller forbyder i øjeblikket ikke genetisk redigering af fødeafgrøder ved hjælp af CRISPR eller lignende teknologier, og Van Deynze mener, at disse næste generations avlsværktøjer i sagens natur er sikre, mest fordi de ikke eksisterer i et vakuum. Nye plantesorter, der er konstrueret med CRISPR, skal stadig testes og evalueres grundigt, inden de sendes på markedet.

Van Deynze bemærker værktøjer som CRISPR kan hjælpe planteavlere med at følge med de uforudsigelige virkninger af klimaændringer. "Vi lever i en verden af ​​ekstremer, og vi ser dem ekstreme oftere, "siger han." Vi har brug for mere robuste afgrødesorter, der kan modstå forhold som tørke, ekstrem varme og usædvanlig kulde. "

Den største fordel ved CRISPR-støttet avl er hastighed. Den nye, bushier sort af groundcherry tog kun to år at udvikle ved hjælp af CRISPR, sammenlignet med fem år eller mere ved hjælp af konventionelle planteavlsmetoder. Men tro ikke, at forskere er i stand til at programmere de nøjagtige egenskaber for en helt ny plantesort og bringe den til live.

"Vi er ikke 'Jurassic Park' på dette tidspunkt, og vi er langt fra det, "siger Van Deynze.

Quinoa er et eksempel på en forældreløs afgrøde, der er blevet et kendt navn i USA og Europa. Øget bevidsthed om kornets ernæringsmæssige kvaliteter, og initiativer som f.eks. FN's fødevare- og landbrugsorganisation, der udpegede 2013 som det internationale år for Quinoa, var med til at øge sin profil.