Hannele Tuominen - Umeå Plant Science Centre Genetisk modifiering av skogsträd - produktion av gröna kemikalier från skogsråvara Umeå Plant Science Centre, UPSC Umeå Universitet BioImprove Formas finansierad stark forskningsmiljö
Vad är genmodifiering? sätta in gener eller förhindra att gener kommer till uttryck Genöverföring mellan organismer som inte kan korsas på naturlig väg => transgenteknologi Genöverföring mellan en och samma organism => cisgenteknologi Foto: Jakob Prestele
Genmodifiering görs med hjälp av ett bakterium, Agrobacterium tumefaciens Grafik: Veronica Bourquin
Grafik: Veronica Bourquin
Genmodifiering av aspträd med hjälp av Agrobacterium Agrobacterium infektion Regenerering av genmodifierade skott Plattorna innehåller antibiotika => bara celler/skott som har markörgenen kan överleva i antibiotika. Regenerering av rötter
Andelen transgena grödor Vad behövs genteknik för? 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % sojaböna majs bomull raps sockerbeta ris USA Hela världen 1) 1,2) 2) 1) 1) 3) 1) Herbicidresistens 2) Insektresistens 3) Ökad pro-vitamin A halt Datat främst från 2009/2010 http://en.wikipedia.org/wiki/genetically_modified_food
Vad behövs genteknik för? Goda exempel på forskningsstadium USDA, Agricultural Research Service Photo by Stephen Ausmus Överföring av förlorade resistensgener från vilda potatis Gyllene ris
Vad behövs genteknik för? AMFLRA Suomen kuvalehti Första kommersiellt odlade växt i Sverige Plant Science Sweden dotterbolag till BASF http://www.basf.com/group/cor porate/en/products-andindustries/biotechnology/plantbiotechnology/amflora
Finns det anledning att genetisk modifiera våra skogsträd? Virkesråvaran används i Sverige idag för direkt energiproduktion (10%) Sågtimmer (30%) Massaindustri (60%) Vill vi producera skräddarsydda träd och utöka använding av våra skogar till? biobränsleproduktion gröna kemikalier nya material
Formas-finansierad stark forskningsområde Genetiskt modifierade träd för att 1) öka tillväxt 2) förbättra vedkemin för hydrolys CH 2 H CH 2 H H H H H H H CH 2 H CH 2 H CH 2 H CH 2 H H H CH 2 H H H CH 2 H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H lignin hemicellulosa cellulosa Långa sockerkedjor Grafik: Mattias Pettersson och Hannele Tuominen
Fermenteringsprodukter från virket Rester från skogsbruket Syra Cellulaser Hydrolys av polysakkariderna (cellulosa) Fotosyntes C 2 Andra produkter Lignin Hydrolysat (socker) Förbränning C 2 Fermentering Biogas Produkt Etanol, Butanol Succinic acid, Isoprenoids...etc. Förbränning Separation Biokatalyst S. cerevisiae Z. mobilis E. coli...etc.
BIRAFFINADERI à la 1945
Formas-finansierad stark forskningsområde Feedstocks ~100 GM hybridaspkloner ~250 aspkloner Homogenisering Förbehandling flis Kemisk analys Hemicellulosa Enzymatisk hydrolys Fermentering hydrosylat nucl sockerhydrosylat Kemisk analys Kemisk analys Lignin Etanol, butanol, och andra gröna kemikalier Grafik: Leif Jönsson
Sacharifieringspotential (% kontroll) Resultat:Genmodifiering kan leda till stora förändringar i sacharifieringspotentialen 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Grafik: Hannele Tuominen
Mälsåttningen 1. Selektion av gener som leder till önskade egenskaper 2. Överföring av generna till attraktiva arter för odling under korta rotationstider 3. Överföring av information om fördelaktiga gener till traditionell trädförädling
Tack Forskningrådet Formas FuncFiber stark forskningsmiljö 2006-2010 BioImprove stark forskningsmiljö 2010-2014 Forskningsrådet Vetenskapsrådet Sveriges innovationsmyndighet Vinnova UPSC Berzelii Center för skogsbioteknik 2007-2016 Sveriges regering (satsning på strategiska nationella forskningsområden) Bio4Energy 2010-2014
GM ska behållas Grafik: Gun Lövdahl
Fältförsök med genmodifierade hybridaspkloner - Gäller ca 50 olika genmodifikationer -tillstånd från jordbruksverket för försöken som påbörjades 2010, 2011 och 2014 -odling under korta rotationstider Kan vi upprepa resultaten nådda i växthusförsöken när det gäller produktion av biomassa och gröna kemikalier?