Om prosjektet

Grasbasert fôr er sentralt i Norges melke-, kjøtt- og jordbruksøkonomi, og 70-80 prosent av landets jordbruksareal består av permanente grasarealer. Stigende temperaturer som følge av klimaendringene gjør det mulig for flerårig raigras med høy avling å vokse lenger nord. Men ekspansjonen av dette, hovedsakelig som monokulturer som krever omfattende nitrogengjødsling, øker klimagassutslippene og nitrogenutvaskingen. Tradisjonell foredling for høy avling og lav nitrogentilførsel er tidkrevende og kostbart.

I pilotprosjektet NitroGenEdit tester vi norske sorter av flerårig raigras for nitrogenopptak og avlingseffekter i hydroponiske systemer. I prosjektet vil vi også etablere transformasjonsprotokoller ved hjelp av CRISPR-genomredigering for å målrette gener relatert til nitrogentransportører.

Prosjektet består av tre arbeidspakker:

Karakterisering av raigrasgenotyper under varierende nitrogennivåer (WP-1), utvikling av CRISPR-metoder for å modifisere nitrogenregulerende gener i to sorter (WP-2), og formidling av resultater til bønder, akademia og andre interessenter (WP-3).

Funnene fra dette pilotprosjektet vil øke forståelsen av nitrogenopptaket i lokale sorter og legge grunnlaget for større prosjekter med omfattende feltforsøk over hele Norge (lab til felt). Dette initiativet er i tråd med flere av FNs bærekraftsmål, særlig mål 2, 9 og 13.

• Bakgrunn

  Utfordringer knyttet til bruk av kunstgjødsel i norske grovfôrgrasmarker

  Fôrgrasmarker dominerer 70-80 prosent av Norges jordbruksareal, og de leverer viktig husdyrfôr og støtter økonomien på landsbygda gjennom økosystemtjenester som karbonbinding, vannfiltrering og biologisk mangfold.

  Overdreven bruk av kunstgjødsel, særlig nitrogen, fører imidlertid til miljømessige og økonomiske problemer. Overgjødsling fører til utvasking av nitrat, noe som forurenser grunnvannet og utgjør en helserisiko. I tillegg bidrar det til utslipp av klimagasser, særlig lystgass (N₂O), som er en potent driver i global oppvarming. Bøndene må også betale stadig mer for kunstgjødsel, noe som gjør tradisjonell praksis stadig mer uholdbar.

  Det er et presserende behov for bærekraftige løsninger for håndtering av næringsstoffene. En lovende vei å gå er å utvikle fôrgras med forbedret nitrogeffektivitet (NUE) ved hjelp av avanserte genomiske og bioteknologiske metoder. Disse nyvinningene kan forbedre fruktbarheten i jorden og redusere avhengigheten av kunstgjødsel, til det beste for både miljøet og bøndene.

  Nitrogeneffektivitet for bærekraft

  Forbedret NUE i flerårig raigras er avgjørende for å redusere avhengigheten av kunstgjødsel og miljøpåvirkningen. NUE gjenspeiler plantens evne til å omdanne tilgjengelig nitrogen til vekst og biomasse på en effektiv måte. Planter med høy NUE krever mindre gjødsel, noe som reduserer avrenning, forurensning og klimagassutslipp.

  Hydroponiske systemer er ideelle for å evaluere NUE under kontrollerte forhold, noe som gjør det mulig å manipulere nitrogennivåene nøyaktig for å studere planteopptaket effektivt. Disse funnene kan fremskynde foredlingsprogrammer for nitrogeneffektive sorter.

  Genomiske verktøy, som CRISPR-Cas9, revolusjonerer NUE-forbedringen ytterligere. Ved å målrette mot nitrogenregulerende gener kan forskere utvikle og velge ut sorter med høy NUE. Ved å integrere genomikk og avansert fenotyping i foredlingsstrategiene kan man utvikle nitrogeneffektive fôrgrassorter raskere og med større presisjon.

  Mot et bærekraftig landbruk

  Avanserte genomiske og bioteknologiske tilnærminger bidrar til å redusere ineffektiviteten ved bruk av kunstgjødsel, redusere klimagassutslippene og fremme et bærekraftig landbruk. Forbedret NUE kommer bøndene til gode ved å senke gjødselkostnadene og beskytte miljøet. Disse strategiene bidrar til å nå de globale klimamålene, og sikrer at produktiviteten i landbruket er i tråd med økologisk bærekraft.

  Denne integrerte tilnærmingen gir en balansert løsning som baner vei for grønnere og mer robuste grovfôrgrasmarker i Norge.

• Mål

  Hovedmålet med NitroGenEdit-pilotprosjektet er å utvikle innovative sorter av flerårig raigras som krever mindre nitrogen, men som gir høyere avling og kvalitet ved hjelp av avansert CRISPR-mediert genomredigeringsteknologi.

  Pilotprosjektet vil lede til et større forskningsinitiativ der nyutviklet materiale kan testes under norske feltforhold med redusert nitrogentilførsel (Lab to Field).

  Prosjektet har som mål å vise det kommersielle potensialet til genomredigering som en bærekraftig og etisk teknologi.

  Disse målene vil bli oppnådd gjennom følgende delmål:

  • Karakterisere hvordan norske raigrasgenotyper utnytter nitrogen i hydroponiske systemer og hvordan dette påvirker avling og kvalitet.
  • Utvikle CRISPR-medierte genomredigeringsprotokoller for å introdusere eller forstyrre nitrogenregulerende gener, etterfulgt av detaljert funksjonell validering.
• Deltakere

  

  Odd Arne Rognli

  Professor emeritus

  Tlf. 67232790

  Send e-post

  WP3 leder

  Eksterne prosjektdeltakere

  Kristin Håland Gylstrøm - Graminor