Bakom varje ny sort finns en uppsjö av data
Just nu står rågvete näst på tur för selektion där 20,000 individer har testats för sin DNA-profil och där de bästa ska väljas ut. Endast några procent av dessa kommer gå vidare och testas i fält eller korsas. Här kollar vi på hur statistik, DNA och fältförsök skapar framtidens sorter.
Modern växtförädling handlar inte bara om att välja “de bästa plantorna”, utan om att analysera stora datamängder. I mitt jobb som kvantitativ genetiker kopplar jag samman data så jag kan hitta trender och se vilken genetik som presterar väldigt bra i vissa miljöer men inte lika bra i andra.
Här följer några exempel för stråsäd:
- Fältdata: skörd, mognadstid, stråstyrka, strålängd, sjukdomar, övervintring
- Kvalitativa data: proteinhalt, proteinsammansättning, bakningsegenskaper, kadmiuminnehåll, stärkelsehalt
- Miljödata: väderlek, jordart, växtnäringsinnehåll, plats
- DNA-profil: tusentals genetiska markörer för varje sort
Detta använder jag i genomisk selektion för att kolla på tusentals förädlingslinjer som kan bli sorter om de håller måttet. Genomisk selektion handlar om att hitta plantornas potential baserat på deras DNA-profil. Vi lär oss sambandet mellan DNA-mönster och prestationen i fält för olika egenskaper så som avkastning, proteinhalt, gulrostangrepp etc. När sambandet är känt kan vi utifrån DNA-profilen förutsäga hur nya plantor kommer att prestera och även välja vilken kombination av sorter som kommer få de bästa avkommorna när de korsas. Urval innan alla plantor är fullt testade i fält ger snabbare beslut, alltså beslut i tidigare generationer och ökar möjligheten att hitta sorter med bred anpassningsförmåga.
Så kan det gå till
Steg-för-steg i förenklad form:
- Förädlare samlar data från flera års fältförsök och resultat från labb
- DNA-profiler samlas in för olika sorter
- Kvantitativ genetiker kopplar ihop data - DNA-profiler kopplas till fält- och labbresultat – och tränar en statistisk modell
- Kombinationer av sorter testas i modeller i datorn för att hitta de bästa sorterna att korsa
- Avkommors värde beräknas – innan de ens existerar
- Bara de mest lovande linjerna går vidare
Detta ger oss mer precision i vårt arbete och utveckling av stabila sorter med hög potential. Allt handlar om att hitta och utnyttja den variation som redan finns. Kombinationen av fältkunskap, genetik och statistik är otroligt kraftfull och gör växtförädlingen mer spännande än någonsin. Man kan säga att växtförädling är datavetenskap – fast med jord under naglarna.