Planteavl og hybridgrøntsagssorter

Frø er produktet af kønnet formering

Planter producerer frø gennem kønnet formering: Pollen fra den mandlige plante befrugter den kvindelige plantes æg, som derefter udvikler sig til et frø, der indeholder en ny plantes kim. Denne nye plante besidder genetiske egenskaber fra både den mandlige og den kvindelige forælder.

Udveksling af pollen mellem planter af samme art sker tilfældigt i naturen. Pollen udbredes af vinden eller insekter. Denne uregulerede fordeling af pollen kaldes "fri bestøvning", og den resulterer i tilfældig fordeling af genetiske egenskaber. Der kan være en hel del variation blandt de individer, der udgør populationen, f.eks. i livskraft, styrke, højde, frugtbarhed, rodudvikling, stresstolerance osv. 

Planteavl startede i antikken

Mennesker har benyttet sig af denne store variation i vilde populationer af plantearter for at vælge planter, der producerer mere mad, indeholder flere fibre, giver bedre ernæring, har bedre holdbarhed osv. Ved at gemme frøene fra planter, der producerer mere korn, smager bedre eller på anden vis udkonkurrerer andre plantearter, har mennesker skabt mere produktive sorter i tusinder af år.

Det tager ganske vist lang tid at forbedre sorter, især når man gerne vil skabe planter og afgrøder, der har flere nyttige egenskaber. På grund af den tilfældige fordeling af genetiske egenskaber er det ikke nemt at finde individuelle planter, der har den ideelle kombination af egenskaber, f.eks. store frø OG sygdomsresistens OG god holdbarhed OG god smag. Man skal være meget heldig og arbejde med et meget stort antal planter for at finde det særlige individ, der har (de fleste af) disse egenskaber.

Sådan producerer man en hybridsort

Planteavlere har lært meget, siden Gregor Mendel udarbejdede de grundlæggende principper for genetik under sit arbejde med ærter i sin klosterhave. Teknikken, der kaldes hybridisering, muliggør en proces, der kan tilføje ønskværdige egenskaber til et enkelt individ. Sådan fungerer det:

Forestil dig, at du har en frit bestøvet population af gulerødder. Nogle individer i populationen udgør rigtig gode gulerødder, men de er stadig modtagelige over for bladsygdomme. Det betyder, at disse planter ikke klarer sig godt i regnfulde årstider. I samme population er der også individer, der synes at have en bedre modstandsdygtighed over for bladsygdomme, men deres rødder er kun gennemsnitlige. Selvom vi forsøger, kan vi ikke finde planter, der både har gode rødder og god modstandsdygtighed over for bladsygdomme.

Lad os nu sortere planterne med gode rødder fra og holde dem adskilt fra resten af gulerødderne. Vi lader disse planter formere sig, og gennem flere år bliver vi ved med at udvælge planterne med de bedste rødder og kassere resten. Til sidst ender vi med en population af planter med overvejende gode rødder.

Vi kan gøre det samme med planter, der synes at have god modstandsdygtighed over for bladsygdomme. Ved at vælge de sundeste planter ender vi med en gruppe planter med stærke og sunde blade, selv under våde forhold.

Populationen af planter med gode rødder kaldes en forædlingslinje, og populationen af planter med sunde blade er en anden forædlingslinje. Nu lader vi disse to linjer blomstre på den samme mark og lader dem udveksle pollen og producere frø. Disse frø vokser sig til hybridindivider, der både producerer gode rødder OG har sunde blade. Hybridisering kombinerer forældrepopulationens, eller forædlingslinjens, egenskaber og skaber på denne måde en ny hybridpopulation eller hybridsort. (På latin kaldes denne hybridsort, som er den første generation af afkom fra de to forædlingslinjer, Filial 1. Det er her, forkortelsen F1 kommer fra).

Fordele ved hybridsorter

Den strenge udvælgelse og indavl af forældrelinjerne gør dem mere ensartede.  Ved at kombinere to særdeles ensartede forædlingslinjer skaber vi hybrider, der også er ganske ensartede. Det betyder, at afgrøden oftest vokser forudsigeligt og modnes jævnt. Dette medfører visse fordele ved afgrødebehandling og høst.

Kombinationen af udvalgt genetik i en hybrid giver ofte hybriden ekstra livskraft (hybriden har mere livskraft end de to forældrelinjer tilsammen).  Denne hybridlivskraft giver planterne mulighed for at vokse kraftigt og producere større afgrøder.

Vedligeholdelse af hybridsorter

Gregor Mendel demonstrerede, at hybridindividers kombination af egenskaber vil blive brudt, når disse hybridplanter krydses via en proces, som vi kender som segregering. Dette er et resultat af den tilfældige omlægning af genetisk materiale ved kønnet formering.  For at kunne fortsætte med at producere den samme hybridsort skal vi derfor vedligeholde de to forældreforædlingslinjer.  Hver gang vi krydser de to forældrelinjer, genskaber vi den hybridsort, der besidder de ønskværdige egenskaber fra begge forældre.

Hvad med Seed Savers?

Nogle gange hører vi kritik af hybridisering, der påpeger, at avlere ikke kan gemme deres egne frø og er nødt til at købe nye frø fra hybridsorten af frøvirksomheden hvert år. Ja, det er ganske vist sandt. Men kommercielle frøvirksomheder har ikke eneret på hybridisering som domæne. Amatørgartnere, gartnere og erhvervsavlere kan anvende de samme principper og skabe deres egne hybrider. Det er bare et stort arbejde, og det kræver meget tid og et velorganiseret team at vedligeholde forædlingslinjer, skabe hybrider og producere rene og sunde frø. Gartnere og avlere, der er afhængige af fordelene ved gode og produktive hybrider, er enige om, at dette årlige køb er pengene værd.

Hybrider er naturlige

Hybridisering gør brug af genetisk variation, der findes i naturlige populationer. Ved udvælgelse kan vi lave flere forskellige forædlingslinjer, hvor de udvalgte egenskaber koncentreres. Ved at krydse forskellige forædlingslinjer kan vi kombinere disse egenskaber på mange forskellige måder og skabe en række nye hybridsorter.

Hybrider er ikke genmodificeret

Der er flere teknikker, der kan fremme udviklingen af indavlede forældrelinjer og hybridsorter, f.eks. kunstig bestøvning (i stedet for med insekter eller vind) og naturligt forekommende selvuforligelighedsmekanismer eller hanlig sterilitet. Uanset omfatter hybridisering det genetiske materiale i én sort og ikke teknikker, der modificerer sortens genom ved at indføre DNA fra andre sorter.

Hybrider er ikke kloner. En hybridpopulation består af en gruppe individer, der deler nogle overordnede egenskaber, men der er stadig en betydelig genetisk variation til stede. Når alt kommer til alt er forældrelinjerne ikke helt indavlede, blot nøje udvalgt (typisk for ca. 6-7 generationer). Kloner er individer, der fremstilles ved vegetativ formering (kartofler, hvidløg, frugttræer, druer osv.), mens hybrider er produktet af kønnet formering.

Planteavl stopper aldrig

Moderne planteavl bistås af et øget kendskab til plantegenomet. Nu har vi laboratorieudstyr, der kan hjælpe os med hurtigt at finde frem til et individs genetiske sammensætning og giver os mulighed for på et tidligt plantevækststadie at bestemme, hvilke planter der har den egenskab, vi er interesserede i.  Det er i øvrigt den samme type udstyr, der bruges til at studere vira og udvikle vacciner.

Den hastige udvidelse af vores viden om plantegenomet og tilgængeligheden af automatiseret analyseudstyr bidrager til udviklingen af nye sorter, der kan trives under stressende miljøforhold, har større næringsindhold, smager bedre og vokser godt med kun minimal indvirkning.

Velovervejet og hensynsfuld anvendelse af disse teknikker vil gavne os alle.