Genetisk kortlægning afslører nøglen til vinterhårdføre hestebønner

En mere bæredygtig fremtid indebærer blandt andet en mere planterig kost. Især hvis man følger de danske officielle kostråd. Her spiller bælgplanter en vigtig rolle, fordi de indeholder store mængder protein og kan fungere som et alternativ til animalske produkter.

Bælgplanter har også den særlige egenskab, at de fikserer kvælstof fra luften og dermed reducerer behovet for kunstgødning. Men for at udnytte potentialet fuldt ud skal afgrøderne kunne dyrkes lokalt og det kan være en udfordring i det danske klima, hvor kolde vintre og tørre forår kan påvirke udbyttet.

Nyt genetisk gennembrud
 

Professor Stig Uggerhøj Andersen fra Institut for Molekylærbiologi og Genetik ved Aarhus Universitet, professor Tae-Jin Yang fra Seoul National University og adjunkt Murukarthick Jayakodi fra Texas A&M University har netop publiceret et studie i Nature Genetics, hvor de præsenterer en mulig løsning.

I studiet udviklede forskerne en markant forbedret reference for hestebønnens genom og identificerede mere end 35.000 gener. Ved at analysere hundredvis af hestebønner, både vinter- og forårstyper, fandt de et centralt genetisk område, kaldet FR-1 (Frost Resistance 1), som bestemmer planternes evne til at overleve frost. Vinterhestebønnen bliver sået i vinterhalvåret - der af navnet - og høstes om efteråret. Forårshestebønnen bliver sået om foråret og ligesom vinterhestebønnen høstet om efteråret. Vinterhestebønnen etablerer ofte et større rodnet end forårshestebønnen.

”Vi har fundet ud af, at vinterhårdførhed i hestebønner i høj grad styres af et bestemt genetisk lokus. Det vil sige, at den rigtige allel i et specifikt område af genomet er afgørende for, om planten kan overleve vinteren”, forklarer Stig Uggerhøj Andersen.

Området indeholder gener, der aktiveres ved lave temperaturer og hjælper planten med at tilpasse sig kulde.

Kan give et mere stabilt udbytte
 

Det vil derfor med den nye viden være muligt at forbedre plantens vinterhårdførhed, så den er mere robust og bedre stillet i køligere klimaer. Hvis hestebønner kan sås om vinteren, kan planterne etablere et stærkt rodnet allerede inden foråret. Det kan gøre dem mere robuste over for både frost og tørke og dermed øge stabiliteten i udbyttet. 

“Udbyttestabilitet er en af de største udfordringer ved dyrkning af bælgplanter. De opfattes ofte som mere følsomme end andre afgrøder. Hvis vi kan øge deres robusthed over for tørke og andre klimaudfordringer, bliver det langt mere attraktivt for landmænd at dyrke dem”, siger Stig Uggerhøj Andersen.

På længere sigt kan resultaterne være med til at øge produktionen af plantebaseret protein i Europa og bidrage til et mere bæredygtigt landbrug.

Den danske støtte til hestebønneaktiviterne fra GUDP har været afgørende for studiet. GUDP (Grønt Udviklings- og Demonstrationsprogram) har støttet IMFABA direkte og ProFaba via det europæiske SusCrop ERA-NET Cofund program med Prof. Stig Uggerhøj Andersen fra Aarhus Universitet som koordinator på begge projekter.

Bag om forskningsresultatet

Studietype:

Videnskabelig publikation

Ekstern finansiering:

Leibniz Association, European Union’s Horizon 2020 Programme for Research & Innovation, Joint Programming Initiative on Agriculture, Food Security, and Climate Change, Green Development and Demonstration Programme (GUDP), Czech Science Foundation, Cooperative Research Program for Agriculture Science and Technology Development, National Research Foundation of Korea (NRF), Korea Atomic Energy Research Institute, ERDF Programme Johannes Amos Comenius.

Interessekonflikt:

OS, GW are employees of NPZ Innovation (NPZi) GmbH. All other authors declare no competing interests.

Link til den videnskabelige artikel:

Nature Genetics