Sustainable potato production in Norway by precision breeding (GE-Sustain)

One of the primary objectives of the GE Sustain project is to develop potato varieties that are resilient to late blight disease using CRISPR genome editing technology. Late blight stands as the foremost challenge for Norwegian potato farming, demanding substantial time and resources for controlling. Before the year 2000, two preventative treatments annually were sufficed, but now, certain varieties require 8-10 times during the growing period. This increase is attributed to escalating infection pressures driven by warmer, wetter climates, coupled with the establishment of several disease strains across Norway. The frequent use of fungicides also increases the risk that these chemicals can stop working on the late blight fungus. In the past, late blight occurred primarily in southern Norway, but now it appears increasingly often in the northern parts of the country as well, evident particularly in the 2023 season. Currently, combatting late blight contribute to more than 25% of Norway's total pesticide usage. This trend is expected to persist, underscoring the need for resistant varieties. Traditional processing is a long and expensive process, and is optimized to produce small changes in many properties rather than rapid changes in a few. In the project, we will use CRISPR technology to precisely modify genes associated with, among other things, resistance to dry rot. The project is divided into 3 work packages (WP): identification of crucial genes (WP-1), development of CRISPR genome editing protocols to alter genes from WP-1 in Norwegian breeding material (WP-2), and comprehensive exploration of market, IPR and legal aspects associated with genome editing in plant breeding. Furthermore, the project aims to evaluate the practical aspects and cost-effectiveness of the recommendations outlined in the NOU report, to further investigate the commercial possibilities of the technology in the national value chain.

I GE Sustain-prosjektet samarbeider Graminor, som er prosjekteier, med akademia. Et av målene er å utvikle potetsorter som er motstandsdyktige mot tørråte ved hjelp av CRISPR genomredigeringsteknologi. Tørråte er den potetsykdommen norske potetprodusenter bruker mest tid og penger på å forebygge. Tidligere forekom tørråte primært i Sør-Norge, men nå dukker den opp stadig oftere i de nordlige delene av landet også. Tørråte har nå blitt en utfordring for potetproduksjonen i hele landet. Det er estimert at bekjempelse av tørråte i poteter per i dag kan utgjøre mer enn 25 % av hele Norges bruk av plantevernmidler. Vær- og klimaendringene gjør det stadig vanskeligere å behandle forebyggende til rett tid. Denne utviklingen vil med all sannsynlighet fortsette, og øker behovet for motstandsdyktige sorter i fremtiden. Tradisjonell foredling er en lang og kostbar prosess, og er optimalisert for å gi små endringer i mange egenskaper fremfor raske endringer i få. I prosjektet vil vi bruke CRISPR- teknologi for å presist modifisere gener assosiert med blant annet resistens mot tørråte. Prosjektet er delt inn i 3 arbeidspakker (WP), hvor vi starter med identifisering av gener som er viktige for potetsortenes kvaliteter (WP-1). Deretter vil vi utvikle CRISPR genomredigeringsprotokoller for å introdusere eller forstyrre de identifiserte målgenene fra WP-1 i norsk foredlingsmateriale (WP-2). En viktig del av prosjektet vil være å undersøke markedet, IPR og juridiske aspekter ved bruk av genomredigering i foredling. Vi vil også evaluere de praktiske sidene og kostnadseffektiviteten av anbefalingene i NOU-rapporten, og dermed legge et grunnlag for varemottakerne, for videre å kunne undersøke det kommersielle potensialet for genomredigerte plantesorter i den nasjonale verdikjeden.