Planteforædling
Byg med forbedret aminosyresammensætning
Sammensætningen af aminosyrer i byg- og hvedekerner passer dårligt til de ernæringsmæssige behov hos forbrugerne – primært grise og kyllinger. Gensplejset byg med forbedret aminosyresammensætning er nu klar til at blive testet i markforsøg.
Af Inga C. Bach, Planteforskning.dk.
Byg og hvede indeholder 10-12% protein i kernerne, men sammensætningen af aminosyrer er langt fra optimal. Indholdet af de essentielle aminosyrer lysin, threonin, methionin, leucin, valin og isoleucin er for lavt, og der er for meget af aminosyrerne glutamin og prolin. For at dække husdyrenes ernæringsmæssige behov for essentielle aminosyrer tilsættes ekstra aminosyrer i form af det proteinrige soja og industrielt fremstillede aminosyrer til foderet. Overskuddet af ikke-essentielle aminosyrer nedbrydes og udskilles i urinen. Konsekvensen er et unødvendigt højt kvælstofindhold i svinegylle. De samlede konsekvenser af den ikke-optimale aminosyresammensætning i byg og hvede er således forøgede foderomkostninger og miljøproblemer.
Størstedelen af proteinfraktionen i bygkerner består af fire typer lagerprotein: B-, C-, D- og gamma-hordein. B-hordein og C-hordein udgør hhv. ca. 80 og 15%, mens D- og gamma-hordein tilsammen udgør ca. 5% af den totale mængde hordein. Ud fra et ernærings- og miljømæssigt synspunkt har C-hordein den dårligste aminosyresammensætning, da dette protein indeholder meget glutamin og prolin og få essentielle aminosyrer.
Det er indenfor det sidste år lykkedes ved hjælp af gensplejning at fremstille byglinier med en bedre aminosyresammensætning ved at hæmme syntesen af C-hordein. Forskerne ved Danmarks JordbrugsForskning, har nedreguleret det gen, som koder for C-hordein ved hjælp af den den såkaldte antisenseteknik, hvor det gen, som skal nedreguleres, sættes ind i modsat orientering i plantens genom. Det mRNA, som dannes fra det indsatte gen, er komplementært (antisense) til mRNA fra plantens eget gen. De to typer mRNA danner dobbeltstrengede RNA-molekyler, når de mødes. Mange virus har dobbeltstrenget RNA i nogle trin af deres cyklus, og planten reagerer, som om den var blevet angrebet af et virus. Den aktiverer sit forsvarssystem og begynder at nedbryde det dobbeltstrengede RNA. Dermed forsvinder mRNA fra både det indsatte gen og mRNA fra plantens eget gen. Nedregulering af de gener, der koder for C-hordein fører til stigninger i mængden af de andre lagerproteiner, som har en bedre aminosyresammensætning.
I det nye projekt, som netop er påbegyndt vil linier af byg med nedreguleret C-hordeinsyntese blive dyrket i markforsøg, så planternes proteinsyntese under produktionsbetingelser kan vurderes. Disse markforsøg vil være de første med gensplejset byg i EU. En detaljeret forsøgplan er designet med det formål at opnå en bedre forståelse af de regulatoriske mekanismer bag syntesen af de forskellige lagerproteiner. Inden for en tre års periode forventer forskerne at kunne fremstille byglinier med en langt mere raffineret kontrol af proteinsyntesen og med en gunstig aminosyresammensætning.
Der dyrkes årligt 9 mill. tons byg og hvede på de danske marker. Langt størstedelen af denne produktion anvendes til husdyrfoder, og forbedret udnyttelse af kvælstof i husdyrenes foder vil have stor betydning.
Projektet "Developing new generations of barley with improved storage protein composition" er påbegyndt primo 2006 og afsluttes primo 2009. Det finansieres af Forskningsrådet for Teknologi og Produktion. Forskningen er udført ved Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet, Aarhus Univeristet (Tidl. Danmarks JordbrugsForskning) af projektforsker, PhD Mette Lange.
For yderligere oplysninger kontakt:
Seniorforsker, PhD Eva Vinze eller Forskningsprofessor Preben Bach Holm, Institut for Genetik og Bioteknologi, Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet, Aarhus Universitet.