Genetically modified (GM) late blight-resistant potato and consumer attitudes before and after a field visit

Bubolz, Jéssica; Sleboda, Patrycja; Lehrman, Anna; Hansson, Sven-Ove; Lagerkvist, Carl Johan; Andersson, B.; Lenman, Marit; Resjö, Svante; Ghislain, Marc; Zahid, Muhammad Awais; Kieu, Nam Phuong; Andréasson, Erik

doi:10.1080/21645698.2022.2133396

Cited by 7 publications

(5 citation statements)

References 42 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…R-gener är dominanta och därför behöver endast en allel finnas i arvsmassan för funktionalitet, vilket innebär att det skulle vara en relativt enkel åtgärd att utföra med användning av nya genomiska tekniker. Funktionen av R-gener kan vara så stark att en funktionell inkludering i genomet leder till komplett immunitet hos växterna utan någon annan åtgärd i ett odlingssammanhang, enligt fältförsök (Haesaert et al 2015;Bubolz et al 2022).…”

Section: Pyramidisering Av R-gener Kan Minska Fungicidanvändningen Ra...unclassified

“…Produkten var en gröda utan fenotypiska förändringar, med total resistens mot bladmögel (Figur 2). Resultaten påvisades både i laboratoriebaserade försök att infektera blad och knölar, och under tre år av fältförsök där potatisen växte på ett fält i södra Sverige med närvaro av en genetiskt bred bladmögelpopulation (Bubolz et al 2022). På grund av att tre olika gener sattes in bör denna potatis ha en robust resistens som är svår för patogenpopulationen att överkomma.…”

Section: Pyramidisering Av R-gener Kan Minska Fungicidanvändningen Ra...unclassified

“…På grund av att tre olika gener sattes in bör denna potatis ha en robust resistens som är svår för patogenpopulationen att överkomma. Bubolz et al (2022) beskriver ett exempel på hur en populär, traditionell potatissort kan behållas i odlingen samtidigt som nya tekniker tillämpas för att uppnå en mer hållbar produktion. Inom en snar framtid är det möjligt att med cisgenes kunna göra en robust resistent potatis med flertalet pyramidiserade R-gener.…”

Section: Pyramidisering Av R-gener Kan Minska Fungicidanvändningen Ra...unclassified

“…Ju högre resistens potatisen innehar, desto mer kan användningen av fungicider minskas (Clayton & Shattock 1995;Naerstad et al 2007). Om pyramidisering av R-gener mot bladmögel tillämpas via cisgenes i populära potatissorter, som King Edward i exemplet med tre resistensgener, skulle en stor del av besprutningen mot denna sjukdom kunna undvikas, eftersom sjukdomsresistensen har potential att bli fullständig och robust (Haesaert et al 2015;Bubolz et al 2022).…”

Section: Resistent Potatis Kan Minska Fungicidanvändningenunclassified

See 3 more Smart Citations

Möjliga tillämpningar av nya genomiska tekniker inom integrerat växtskydd

Karlsson¹,

Sundström²,

Berlin³

et al. 2023

View full text Add to dashboard Cite

Det pågår en omställning av jord- och trädgårdsbruket, både med hänsyn till hållbar produktion och pågående klimatförändringar. Som en del av EUs arbete att utveckla lantbruket mot en mer hållbar produktion har kommissionen lagt fram ett förslag på minskning av växtskyddsmedel om minst 50 %, totalt sett inom EU, senast 2030. För Sveriges del innebär förslaget, enligt preliminära beräkningar, att vi behöver minska mängden växtskyddsmedel med 35-36 %. För att ersätta funktionen av denna mängd växtskyddsmedel behövs ett integrerat tillvägagångssätt som kräver tillgång till andra effektiva metoder för bekämpning av skadegörare på odlade växter. Under det senaste decenniet har nya genomiska tekniker inom växtförädlingen utvecklats, vilka möjliggör riktade förändringar i många grödors genom. Teknikerna innebär antingen att man introducerar enstaka förändringar i DNA-sekvensen (s.k. genomredigering), eller att man sätter in en längre DNA-sekvens från samma art eller en korsningsbar art i en gröda (s.k. cisgenes). Dessutom har kunskapen om växters försvarssystem framskridit avsevärt. Med den ökade kunskapen och de nya teknikerna ökar möjligheten att kombinera gener och öka variationen av de gener som gör grödorna resistenta mot olika växtsjukdomar. På så sätt kan förädlingen av sjukdomsresistenta sorter ske med betydligt bättre precision och på kortare tid än vad traditionella förädlingstekniker tillåter. Tidsaspekten kan ses som extra viktig i resistenssammanhang eftersom skadegörarpopulationerna ändras kontinuerligt. Potentialen att kombinera flera olika resistensmekanismer för att uppnå mer uthållig resistens samt möjligheten att lösa ett eller flera växtskyddsproblem i samma sort bör också noteras. Enligt nuvarande EU-lagstiftning regleras dock genomredigerade och cisgena grödor på samma sätt som traditionellt genetiskt modifierade organismer (GMO), en lagstiftning som i praktiken omöjliggör kommersiell odling inom EU. Detta trots att resultatet av de moderna teknikerna kan efterlikna vad som kan ske spontant i naturen (mutationer) eller via traditionella oreglerade förädlingsmetoder (t.ex. mutations-, eller korsningsförädling). I lagstiftningen tas det ej i beaktande att sjukdomsresistenta grödor kan bidra till en minskad användning av växtskyddsmedel. Idag är potatisodling ofta förknippad med en användning av stora mängder växtskyddsmedel mot potatisbladmögel. Samtidigt är det möjligt att göra potatissorterna helt resistenta mot potatisbladmögel med hjälp av cisgenes och ge dem en ökad motståndskraft med hjälp av genomredigering. Om det vore möjligt att odla potatis som förädlats med nya genomiska tekniker inom EU idag, visar denna rapport att det skulle vara möjligt att kraftigt minska användningen av växtskyddsmedel i potatisodlingen. Det skulle innebära en reducering av mängden växtskyddsmedel som används inom det svenska lantbruket och skulle även innebära besparingar runt 91 miljoner SEK per år för odlarna. Vete och annan spannmål är de grödor där flest totala hektardoser av fungicider appliceras, till en årlig kostnad av två miljarder SEK. För dessa grödor finns inget lika tydligt exempel på enskilda sjukdomar som så kraftigt kan minska fungicidanvändningen. Vi ser dock en tydlig framtida potential att minska antalet bekämpningar och därmed kostnaden för lantbruket med hjälp av nya genomiska tekniker inom sädesslagen. Möjligheten att öka växters egen resistens för att minska användningen av växtskyddsmedel finns redan idag även i flera andra grödor, och möjligheterna förväntas fortsatt växa i takt med att teknikutveckling och forskning fortgår. En förändrad lagstiftning runt nya genomiska tekniker skulle även öppna för applikationer inom områden där det idag inte finns någon effektiv metod att bekämpa växtskadegörare. Exempel på sådana skadegörare är många virussjukdomar och skador som orsakas av nematoder. Därför kan skördestabiliteten och konkurrenskraften förväntas öka i grödor där det idag finns skadegörare där effektiva bekämpningsmetoder saknas. Sammanfattningsvis ser vi nya genomiska tekniker för att förädla resistenta grödor som en viktig del i arbetet mot ett hållbart jordbruk och för att uppnå EU-kommissionens mål om att reducera användningen av växtskyddsmedel inom jord- och trädgårdsbruket.

show abstract

Section: Pyramidisering Av R-gener Kan Minska Fungicidanvändningen Ra...unclassified

Section: Resistent Potatis Kan Minska Fungicidanvändningenunclassified

See 2 more Smart Citations

Möjliga tillämpningar av nya genomiska tekniker inom integrerat växtskydd

Karlsson¹,

Sundström²,

Berlin³

et al. 2023

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…They can effectively enhance disease resistance by the addition or modulation of defense components and have shorter development times compared to conventional breeding techniques (Gurr & Rushton, 2005; van Esse et al ., 2020; Sharma et al ., 2022). Although the application of genetically modified organisms is subject to strict legal regulations and public acceptance across the globe varies and can be locally low, proof-of-concept studies demonstrate the efficacy of such genetic approaches and their relevance for future crop protection measures (Pickett, 2016; Wang et al ., 2019; Anders et al ., 2021; Bubolz et al ., 2022). For instance, genome editing of the resistance gene mlo in tomato provided resistance to powdery mildew (Nekrasov et al ., 2017).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Cross-family transfer of the Arabidopsis cell-surface immune receptor LORE to tomato confers sensing of 3-hydroxylated fatty acids and enhanced disease resistance

Eschrig,

Kahlon,

Agius

et al. 2024

Preprint

View full text Add to dashboard Cite

Plant pathogens pose a high risk of yield losses and threaten food security. Technological and scientific advances have improved our understanding of the molecular processes underlying host-pathogen interactions, which paves the way for new strategies in crop disease management beyond the limits of conventional breeding. Cross-family transfer of immune receptor genes is one such strategy that takes advantage of common plant immune signaling pathways to improve disease resistance in crops. Sensing of microbe- or host damage-associated molecular patterns (MAMPs/DAMPs) by plasma membrane-resident pattern recognition receptors (PRR) activates pattern-triggered immunity (PTI) and restricts the spread of a broad spectrum of pathogens in the host plant. In the model plant Arabidopsis thaliana, the S-domain receptor-like kinase LIPOOLIGOSACCHARIDE-SPECIFIC REDUCED ELICITATION (AtLORE, SD1-29) functions as PRR, which senses medium chain-length 3-hydroxylated fatty acids (mc-3-OH-FAs), such as 3-OH-C10:0, and 3-hydroxyalkanoates (HAAs) of microbial origin to activate PTI. In this study, we show that ectopic expression of the Brassicaceae-specific PRR AtLORE in the solanaceous crop species Solanum lycopersicum cv. M82 leads to the gain of 3-OH-C10:0 immune sensing without altering plant development. AtLORE-transgenic tomato shows enhanced resistance against Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 and Alternaria solani NL03003. Applying 3-OH-C10:0 to the soil before infection induces resistance against the oomycete pathogen Phytophthora infestans Pi100 and further enhances resistance to A. solani NL03003. Our study proposes a potential application of AtLORE-transgenic crop plants and mc-3-OH-FAs as resistance-inducing bio-stimulants in disease management.

show abstract

New genomic techniques can contribute to reduced pesticide usage in Europe

Sundström,

Berlin,

Phuong

et al. 2024

Plants People Planet

View full text Add to dashboard Cite

Societal Impact StatementCan modern breeding technologies, such as genome editing, contribute to reduced pesticide usage? This question has been accentuated by a recent legal proposal to exempt genome‐edited plants from the strict regulations applied to classical genetically modified (GM) crops within the European Union (EU). Using official statistics on crop cultivation and pesticide usage for two example crops commonly grown in Sweden, we calculate that cereal farmers collectively could save up to 70 million € in pesticide usage for wheat alone and that a late blight‐resistant potato could reduce pesticide usage by over 80% provided that the EU legislation is amended.SummaryThe European Commission has set goals to reduce the use of chemical pesticides, and one way to meet these goals in the agricultural sector is to breed disease‐resistant crops. Here, we ask whether modern breeding technologies, for example, genome editing using site‐directed nucleases, can contribute to these goals. This question has been accentuated by recent legal proposals in the European Union (EU) and several other jurisdictions worldwide to exempt genome‐edited plants from the strict regulations often applied to classical genetically modified (GM) crops. Using official statistics on crop cultivation and pesticide usage for two example crops commonly grown in Sweden (wheat and potato), we show that cereal farmers collectively could potentially save up to 70 million € in pesticide usage for wheat alone and that a late blight‐resistant potato could reduce pesticide usage by over 80% provided that the EU legislation is amended. Given the immense potential of genome‐edited crops, we further discuss details in the legal proposal currently being negotiated in the EU on the so‐called new genomic techniques that includes both genome editing and targeted insertions of cisgenes. Although promising, we argue that several technical limitations in the legal proposal will, if implemented, hamper the development of disease‐resistant crops and make the suggested legislation less future‐proof.

show abstract

Genetically modified (GM) late blight-resistant potato and consumer attitudes before and after a field visit

Cited by 7 publications

References 42 publications

Möjliga tillämpningar av nya genomiska tekniker inom integrerat växtskydd

Möjliga tillämpningar av nya genomiska tekniker inom integrerat växtskydd

Cross-family transfer of the Arabidopsis cell-surface immune receptor LORE to tomato confers sensing of 3-hydroxylated fatty acids and enhanced disease resistance

New genomic techniques can contribute to reduced pesticide usage in Europe

Contact Info

Product

Resources

About