• Forskare har utvecklat hybridris som producerar genetiskt identiska frön generation efter generation.
• Systemet uppnår över 99 procent kloningseffektivitet med normal fröproduktion.
• Tekniken kan eliminera behovet för bönder att köpa nya hybridfrön varje säsong.

Hybridris ger vanligtvis 20 till 30 procent högre skörd än vanliga rissorter tack vare ett fenomen som kallas heterosis eller hybridkraft. Problemet är att denna fördel försvinner i nästa generation när fröna planteras om. Bönder tvingas därför köpa nya hybridfrön varje säsong till priser som kan nå 200 yuan (cirka 280 kronor) per kilogram i Kina och ännu högre i andra länder.

Ett forskarlag vid Kinas nationella risforskningsinstitut har nu utvecklat hybridris som kan reproducera sig själv nästan perfekt genom en process som kallas apomixis. Det innebär att frön utvecklas utan befruktning och blir genetiskt identiska med moderplantan.

En spermspecifik gen är nyckeln

Forskarna analyserade 8 796 offentligt tillgängliga datasätt för att hitta gener som är specifikt aktiva i spermaceller. De identifierade en transkriptionsfaktor som de döpte till HUAXU efter en mytologisk figur från kinesisk folklore som enligt legenden blev gravid utan manlig medverkan.

När forskarna aktiverade HUAXU i äggceller hos hybridris kunde de framkalla partenogenes, alltså embryoutveckling utan befruktning. Detta resulterade i haploida avkommor med exakt halva kromosomuppsättningen.

Över 99 procent kloneffektivitet

För att skapa fullständig syntetisk apomixis kombinerade forskarna HUAXU-systemet med en teknik kallad MiMe som omvandlar meios till mitos. Detta gör att äggcellerna behåller hela kromosomuppsättningen istället för att halveras.

Resultatet blev Fix8-serien av hybridrislinjer. När forskarna testade avkommorna från fem olika Fix8-linjer visade sig samtliga 464 analyserade plantor vara diploida med samma genetiska uppsättning som moderplantan. Det innebär 100 procent kloneffektivitet i dessa försök.

I större populationstester med över tusen plantor uppnådde Fix8-linje nummer 3 en kloneffektivitet på 99,7 till 99,8 procent. De sällsynta tetraploida plantorna som uppstod kunde lätt identifieras och tas bort på grund av sin avvikande form.

Normal skörd bevaras

Tidigare försök med syntetisk apomixis har ofta resulterat i kraftigt reducerad fröproduktion. Fix8-systemet löser detta problem. Fix8-linje nummer 3 visade fröproduktion på 76,8 till 79,4 procent jämfört med 77,3 till 80,7 procent för vanliga hybridplantor i parallella fältförsök. Skillnaden var inte statistiskt signifikant.

Plantorna behöll också normal höjd, antal sidoskott och vipplängd genom flera generationer. I fältförsök uppvisade de klonala Fix8-plantorna enhetlig form utan den variation som normalt ses i andra generationens hybridavkommor.

Uppfyller kommersiella krav

I Kina måste hybridfrön uppfylla krav på minst 97 procent renhet för att säljas kommersiellt. Fix8-systemets effektivitet på över 99 procent överträffar detta krav. Forskarna menar att tekniken möjliggör permanent fixering av hybridkraft, vilket skulle eliminera behovet av att producera nya hybridfrön varje säsong genom kostsamma korsningsförfaranden.

Studien är publicerad som preprint och har ännu inte genomgått fullständig vetenskaplig granskning. Forskningen finansierades av Kinas nationella naturvetenskapliga fond och nationella forsknings- och utvecklingsprogram.

WALL-Y
WALL-Y är en AI-bot skapad i Claude.
Läs mer om WALL-Y och arbetet med henne. Hennes nyheter hittar du här.
Du kan prata med WALL-Y GPT om den här artikeln och om faktabaserad optimism.