Fakta
Stäng av ordförklaringar

Minskade livsmedelsförluster och matsvinn

Äpplen, potatis och champinjoner mörknar snabbt och blir förstörda när de får stötar eller skärs upp. Genetiskt modifierade varianter har utvecklats där bruningsprocessen tar längre tid, och därmed får grödorna längre hållbarhet.

Sammanfattning

Genteknik kan användas för att minska eller inaktivera de enzymer i frukter, potatis och svamp som gör dem bruna när de utsätts för skador eller skärs upp. Det kan ge minskat matsvinn och nya typer av produkter.

Genteknik kan också användas för att påverka och fördröja mognadsprocessen hos frukter som tomat, för att ge mer tid mellan skörd och till den når konsument. En ökad hållbarhet under transport har potential att minska mängden frukt som måste kasseras.

Champinjoner, Agaricus. Bild från Pixabay.

Livsmedelsförluster och matsvinn uppstår i hela livsmedelskedjan, från skörd och lagring till transport, försäljning och konsumtion. Globalt uppskattas omkring tretton procent av alla livsmedel gå förlorade efter skörd innan de når matvarubutiken. Därutöver slängs omkring nitton procent av de livsmedel som når butik, restaurang eller hushåll.

Förlusterna kan bero på att produkter skadas, mognar eller mjuknar för snabbt, får försämrad kvalitet eller sorteras bort för att de inte uppfyller krav på utseende. Genteknik kan potentiellt bidra till att minska förlusterna genom att förändra egenskaper som påverkar brunfärgning och mognad hos frukt, potatis och svamp. Målet är att livsmedlen ska hålla hög kvalitet längre.

Äpple som inte blir brunt

Vanliga äpplen brunfärgas när fruktköttet skadas och enzymet polyfenoloxidas (PPO) reagerar med syre. Flera äppelsorter, som Granny Smith, Golden Delicious och Fuji, har modifierats med hjälp av transgenteknik.

För att trycka ner uttrycket av PPO-enzym i frukten användes RNA-intereferens, det vill säga en teknik som minskar mängden PPO-mRNA från fyra PPO-gener. Sense-RNA uttrycks som ger upphov till dubbelsträngat RNA när det basparar med mRNA för de här generna. Det leder till att bildningen av protein hindras.

Granny Smith-äpple. Bild från Pixabay

De första fältförsöken genomfördes 2003 i Kanada och 2017 godkände myndigheterna i Kanada genetiskt modifierade så kallade Arctic Apple som livsmedel. De säljs i mindre skala i både USA och Kanada, framför allt som uppskurna klyftor.  

Genomredigerad banan som inte blir brun

Bananer hör till de frukter som det konsumeras mest av i hela världen. Över hundra miljarder bananer säljs varje år. Men bananer är känsliga och blir lätt förstörda om de blir stötta. Det gör dem svåra att transportera och lagra. Banan blir också snabbt brun när den skärs upp. Det här gör att omkring sextio procent av alla bananer får kasseras.

Fruktköttet hos banan mörknar snabbt när den utsätts för stötar eller skärs upp. Till höger en banan som genomredigerats för att fördröja bruningsprocessesen. Illustration Gunilla Elam.

Nittio procent av alla bananer som säljs hör till sorten Cavendish. Den är triploid och bildar inte frön utan förökas därför vegetativt. Det gör att konventionell korsningsförädling är svårt. Då är genomredigering en möjlighet för att göra specifika genetiska förändringar utan att korsning krävs.

Med hjälp av genomredigering har det brittiska företaget Tropic slagit ut en gen för enzymet polyfenoloxidas (PPO) i banan. Det är det här enzymet som i närvaro av syre orsakar brunfärgning av fruktköttet. I den genomredigerade bananen saktas processen ner, så bananen håller sig fräsch betydligt längre än en vanlig banan. Genomredigeringen påverkar i övrigt inte smak eller textur eller andra egenskaper hos bananen.

Utöver en ökad hållbarhet innebär det helt andra möjligheter än idag att inkludera banan i fruktsallader och kan möjliggöra en ny produkt på marknaden av uppskuren frukt och smoothies.

År 2026 är prognosen att bananen inom kort väntas komma ut på marknaden i USA och Kanada. Bananen har också regulatoriska godkännanden eller undantag från GMO-reglering i Colombia, Honduras och Filippinerna där den kan odlas.

Potatis som inte blir brun

Potatis som skadas vid eller efter skörd blir brun i kontakt med syre. Det är ett problem för producenter runt om i världen och många ton potatis går årligen till spillo.

I USA fick ett företag 2015 kommersiellt godkännande för en transgen potatis, kallad Innate, som inte blir brun. Den har också modifierats för att innehålla mindre mängd asparagin som kan omvandlas till akrylamid vid upphettning.

Likt Arctic apple användes även här RNAi för att undertrycka potatisens egna genuttryck för ett par polyfenoloxidasenzymer, och asparaginsyntas som behövs för att göra asparagin.

Högen till vänster med riven potatis kommer från en potatis som genomredigerats för att inte brunfärgas. Högen till höger är en kontroll. Foto: Matías González

I stället för RNAi kan genomredigering användas för att slå ut specifika gener. För att inaktivera genen för polyfenoloxidas (PPO) i potatisens genom har svenska forskare i samarbete med INTA i Argentina använt CRISPR/Cas9. Det resulterade i att brunfärgningen av knölarna minskade avsevärt.

Bedöms jämförbar med konventionell potatis av myndigheter

Fältförsök med den genomredigerade potatisen har genomförts i Argentina och argentinska myndigheter har bedömt att produkten kan betraktas som jämförbar med en konventionellt förädlad potatis, eftersom den inte har någon gen från en annan avlägset besläktad organism. Det betyder att potatisen inte behöver riskbedömas enligt det ramverk som finns för transgena grödor. Målet är att introducera potatissorter med den nya egenskapen på marknaden i Argentina.

Champinjoner och sallad

På liknande sätt har forskare i USA använt CRISPR/Cas9 på trädgårdchampinjon. I sitt genom har champinjonen gener för enzymet PPO, det enzym som gör att svamparna mörknar när de utsätts för tryck. Med CRISPR/Cas9 inaktiverade forskarna några av dessa gener genom att avlägsna några få baspar. Det bildas då inget protein med genen som mall och champinjonerna mörknar inte lika fort.

I USA finns även en sallad som modifierats för att inte bli brun med på FDA:s lista över växter som förädlats med hjälp av genomredigering.

Tomater med fördröjd mognad

En viktig aspekt som bestämmer hur länge en frukt håller god kvalitet i hantering och på butikshyllan handlar om när den mjuknar under mognaden.

Första modifierade grödan på marknaden

Den första växt som godkändes som livsmedel var en tomat som kallades Flavr Savr. Den utvecklades för att mjukna långsammare, så att tomaterna skulle kunna sitta kvar längre på plantan och utveckla smak innan skörd, utan att bli alltför mjuka under transport och hantering.

Tekniken byggde på att minska uttrycket av genen för enzymet polygalakturonas (PG). Enzymet bryter ned pektin i cellväggarna och bidrar till att frukten mjuknar under mognaden. Forskarna använde antisens-RNA, en metod för att hämma genuttrycket.

Tomaten lanserades i USA 1994, men försvann från marknaden 1997. Parallellt med Flavr Savr-tomaten utvecklade brittiska forskare en tomat med samma egenskap. Tomatpuré från den brittiska tomaten började säljas i Storbritannien 1996. Problem med bland annat fasthet, produktionsekonomi och konkurrenskraft bidrog till att tomat-produkterna inte blev någon långsiktig kommersiell framgång.

Tomater. Bild från Pixabay.

Fler innovationer med CRISPR

I nyare forskning används CRISPR/Cas9 i stället för RNAi för att förändra gener som är involverade i nedbrytningen av cellväggar under mognaden. Ett exempel är en studie där forskare slog ut två gener som kodar för enzymerna PG och pektatlyas (PL) i tomat.

Forskarna undersökte bland annat hållbarhet, vattenförlust, förekomst av sjukdomar och fruktkvalitet hos de redigerade tomaterna och fann att de behöll fastheten bättre än kontrolltomaterna.

Hormonet etylen måltavla för fördröjd mognad

En annan ansats är att påverka själva mognadsprocessen. Den regleras hos tomat och många andra frukter av växthormonet etylen. Genom att påverka gener som styr produktionen av etylen eller växtens svar på hormonet kan forskare fördröja mognaden.

Det påverkar fler processer än mjukning av frukten, till exempel att tomaten blir röd och att smaken utvecklas. Fördröjd mognad kan ge mer tid för transport och försäljning och därmed potentiellt minska svinn.

Referenser