Tilbake til søkeresultatene

HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning

Priming as a kelp engineering technology to enhance yield and secure production under environmental challenges

Alternativ tittel: Grunning av tare som en teknologi for å øke innhøsting og sikre produksjon under miljøutfordringer

Tildelt: kr 10,6 mill.

Økende havtemperaturer kan snu tareoppdrett fra en lovende blå industri i Europa til en ikke bærekraftig industri verden rundt. Varmebestandige taresorter kan avles fram eller utvikles ved bruk av genteknologi. En stor gjeldende utfordring i denne industrien er derfor å avle frem eller genetisk konstruere varmebestandige variasjoner. Avl krever imidlertid gjentatt seleksjon over flere generasjoner (og dermed år) og reduserer genetisk mangfold som forsikrer mot uforutsette miljøutfordringer; og genmodifiserte organismer kan ikke dyrkes i havet i Europa. KELPRIME-prosjektet har som mål å utvikle varmebestandig tare uten å endre dens genetiske sammensetning og mangfold. Vi tar i bruk en teknikk fra landbruk kalt "priming" som øker avlingen og stressmotstanden i plantevekster. For å "prime", utsettes små livssyklusstadier bevisst for varmestress. På lignende vis som vaksinasjon øker immunforsvarets respons, øker priming sannsynligvis forsvarsmekanismene i planter. Hvis dette er overførbart til tare, kan de høstbare store tarebladene da aktivere forsvarsmekanismer raskere, sterkere eller tidligere når de igjen utsettes for stress. Vi har bygget et tverrfaglig team med ekspertise innen taredyrking, molekylærbiologi og genomikk, for å teste oppbyggingen og stabiliteten av et epigenetisk priming-minne som kan overføre indusert varmemotstand gjennom generasjoner. Hvis det lykkes, vil dette arbeidet være en milepæl i bærekraftig bioteknologi og foredling av tare. Å indusere arvelig stressmotstand kan bidra til stabil produksjon av tare og øke evnen til å restaurere tareskog under stigende havtemperaturer og andre miljøutfordringer.

Rising ocean temperatures are compromising the health and growth of macroalgae and, thus, threaten the production security of farmed macroalgae commodities with an annual value of $US 13.3 billion. While 97% of the global macroalgae biomass is produced in Asia, farming of macroalgae (particularly kelp) is becoming a new bioeconomy sector in Europe and the Americas, where it decreases harvesting pressure on wild stocks, and provides new job opportunities. However, economic losses after heat events can make this budding industry unsustainable. While kelp breeding allows to develop superior cultivars, the associated reduction in genetic diversity often leads to poor performance and productivity under environmental challenges. Moreover, breeding is a long-term process that requires artificial selection over several generations. In order to secure production under environmental challenges, the KELPRIME project aims to establish ‘priming’, a common technique to rapidly enhance yield and stress resistance in crop agriculture, as a novel bio-engineering technique in kelp cultivation. We have assembled an interdisciplinary team combining expertise in kelp cultivation, farming and development with unique molecular skills and resources to characterize positive priming effects in the cultivation of two commercially important kelp species, and to test for the first time whether these effects rely primarily on the formation of an epigenetic stress memory. Without knowing the mechanisms underlying positive priming effects, priming can’t be commercially exploited as novel kelp engineering technology. If successful, this work will be a milestone in sustainable bio-engineering and strain improvement of macroalgae, leading to high-profile publications, and igniting research lines aiming to exploit the wide application potential of priming.

Budsjettformål:

HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning