Fra tilfældighed til præcision: Sådan virker de nye forædlingsteknikker

Da mennesket for 10.000-20.000 år siden begyndte at dyrke planter, startede en langsom, ubevidst forædlingsproces.

Man udvalgte de planter, der klarede sig bedst, og såede frøene af dem igen. Generation efter generation blev afgrøderne gradvist bedre – mere udbytterige, mere robuste og mere egnede til dyrkning.

Bønder har igennem flere tusinde år fremavlet en forædlet genetisk DNA-profil af afgrødeplanterne. Kort sagt er nutidens planters DNA forskellig fra den oprindelige udgangsplante.

En majskolbe fra i dag ligner næsten ikke dens vilde stamfar, teosinte, som havde et tyndt, sparsomt aks med ganske få, hårde kerner. I dag er majskolben fyldig, blød og fuld af næring – resultatet af menneskelig udvælgelse gennem årtusinder.

Kan vi gøre det bedre?

Vi har på den måde altid formet vores afgrøder - fra fortidens manuelle udvælgelse til nutidens mere teknologiske metoder, der alle har væsentlige begrænsninger.

Spørgsmålet på alles læber i dag er, om vi kan gøre det bedre – og hvordan.

I klassisk planteforædling rammer mutationerne tilfældigt ud over hele plantens genom. I nogle tilfælde vil en enkelt af disse mutationer kunne anvendes til forbedring af planten, mens resten af mutationerne er såkaldte ”off target”-mutationer, som i bedste fald er ligegyldige. I værste fald er de direkte skadelige for planten, forklarer Henrik Brinch-Pedersen, professor ved Institut for Agroøkologi på Aarhus Universitet.

Den udfordring kan løses ved brugen af NGT.

NGT står for New Genomic Techniques – på dansk: Nye genomteknikker. Det er en paraplybetegnelse for en gruppe af forædlingsteknikker, der gør det muligt at foretage præcise, målrettede ændringer i en plantes DNA. Dette minimerer risikoen for off-target mutationer i forhold til klassiske teknikker.

Den mest kendte af disse teknikker er CRISPR/Cas9, som nogle gange omtales som en "gensaks". Det er ikke et helt forkert billede. Teknikken fungerer ved, at ”saksen” guides hen til et bestemt sted i DNA-strengen, hvor den klipper strengen over. Når cellen reparerer bruddet, opstår der en mutation. Men i modsætning til tidligere tiders metoder sker det ved CRISPR/Cas9 præcis dér, hvor man ønsker det.

"Det er en modernisering af de teknikker, vi allerede bruger," siger Henrik Brinch-Pedersen.

"Vi er gået fra at skyde med spredehagl til at sigte præcist."

Planteforædling har altid udnyttet variation i DNA

For at forstå, hvad der er nyt ved NGT, er det vigtigt at forstå, hvad der ikke er nyt: Nemlig selve ideen om at ændre planters egenskaber gennem genetiske forandringer.

Planteforædlere har i mere end et halvt århundrede brugt metoder som bestråling og kemisk behandling til at fremkalde mutationer i planter. I byg, for eksempel, kan sådanne behandlinger resultere i mange tusinde tilfældige forandringer spredt ud over et meget stort genom.

Derefter udvælger forædlerne de planter, der tilfældigvis har fået en nyttig egenskab – og avler videre på dem.

Denne måde at ændre planters DNA på er ikke GMO. Det er konventionel forædling, der er anerkendt overalt i verden. En velkendt egenskab i byg – den såkaldte mlo-resistens mod meldug – er skabt præcis på denne måde og er i dag til stede i stort set alt byg, der dyrkes i Danmark.

Med NGT kan man opnå det samme resultat: Én præcis mutation, ét bestemt sted. Til sammenligning efterlader traditionel forædling tusindvis af utilsigtede ændringer tilfældigt rundt om i genomet, som forædlerne efterfølgende bruger mange år på at "vaske ud" igen.

"NGT er således meget mere præcist fordi planten kun forbedres med ganske få gener fra forædlerens genpulje," fortæller Kim Hebelstrup, lektor ved Institut for Agroøkologi på Aarhus Universitet.

Præcision frem for tilfældighed

Forskellen på NGT og traditionel forædling kan illustreres med kartofler.

Når man vil overføre naturlig resistens mod sygdom fra en vild kartoffelplante til en dyrket sort, krydsforædler man de to planter. Afkommet arver halvdelen af sin genetiske information fra den vilde forfader – herunder ikke bare de få ønskede gener der giver naturlig resistens, men også tusinder af andre gener, der kan give uønskede egenskaber som giftstoffer eller dårlig smag.

Forædleren er derefter nødt til at krydse tilbage igen og igen, i mange generationer, for langsomt at "sortere" de uønskede gener fra.

Med NGT kan man i stedet identificere enkelte gener, der ønskes overført, og indsætte præcist dem. Resten af sortens egenskaber forbliver uændret.

"Det er det vi kalder sortbevarende forædling," siger Kim Hebelstrup.

Et centralt kendetegn ved NGT er netop, at der udelukkende arbejdes med artens egne gener – eller gener fra planter, som man allerede ville kunne krydse med under naturlige forhold.

Det adskiller teknikkerne fundamentalt fra GMO, hvor man eksempelvis kan tage et gen fra en bakterie og indsætte det i en majsplante. Den type modifikation resulterer i en plante, der aldrig ville have kunnet opstå i naturen.

"Med GMO tager man et gen fra én organisme og sætter det ind i en helt anden. "Det her er fundamentalt anderledes," siger Henrik Brinch-Pedersen

Potentialet: Færre pesticider, mere robuste planter

Hvad kan NGT så bruges til? Forskerne ser en bred vifte af anvendelser, der samlet set peger i én retning: Et landbrug, der er mere bæredygtigt og mindre afhængigt af kemiske hjælpemidler.

I dag udgør pesticider en central del af moderne landbrug. Svampemidler bruges for eksempel massivt i kartoffelproduktionen, fordi kartoffelskimmel hurtigt kan ødelægge en hel høst.

"Fremtidens landbrug bør være mere selvbærende," siger Henrik Brinch-Pedersen.

"I stedet for at sprøjte os ud af problemerne, skal vi have planter, der kan forsvare sig selv – planter, der er resistente over for svampesygdomme, og som kan optage kvælstof mere effektivt."

Kvælstof er et godt eksempel på problemets dobbelte karakter: Gødning baseret på kvælstof udleder lattergas (N₂O) – en kraftig drivhusgas – og overskydende kvælstof siver ud i vandmiljøet og forringer vandkvaliteten.

Planter, der kan optage kvælstof bedre, kan bidrage til at løse begge problemer på én gang.

Forskerne arbejder også med ernæringsmæssige forbedringer. Et konkret eksempel fra Institut for Agroøkologi er, at man ved hjælp af NGT har kunnet reducere visse stoffer i byg og soja, der hæmmer fordøjelsen af proteiner. Resultatet er et foder, som grise og fjerkræ kan udnytte langt bedre, og som dermed reducerer behovet for tilsætning af protein til foderet og udledningen af ufordøjet kvælstof.

Og så er der gulerødderne. Forskerne har i mange år arbejdet med at udvikle gulerødder i nye farver – ikke for at lave nye, spændende varer til supermarkedet, men fordi gulerødder kan bruges som kilde til naturlige farvestoffer. En gulerod med samme røde farve som jordbær og hindbær kan potentielt erstatte dyr og klimabelastende produktion af naturlige farvestoffer i fødevarer, som den ser ud i dag, hvor farverne netop udvindes fra eksempelvis bær.

Fra laboratorium til mark

En af de store udfordringer inden for NGT-forskning er, at teknikkerne endnu ikke er afprøvet i praksis i større omfang. I Danmark foregår forsøgene næsten udelukkende i

drivhuse og laboratorier, og man mangler netop viden om, hvordan planter med NGT-egenskaber klarer sig under virkelige markforhold over tid.

"Der mangler forskning under danske markforhold," siger Kim Hebelstrup.

"Det er en afgørende mangel, som vi er nødt til at afhjælpe, hvis vi skal realisere de mange potentielle miljøgevinster der er i de nye forædlingsteknikker."

Forskerne på Aarhus Universitet arbejder på at etablere forsøgsfaciliteter til netop dette formål.

Ny regulering

Hidtil har NGT-planter i EU været reguleret under den samme lovgivning som GMO, fordi teknologien har overhalet lovgivningen.

Det har stillet NGT-forskning og -afgrøder over for de samme krav om risikovurdering, mærkning og overvågning som GMO, selvom der ikke er indsat fremmede gener.

I juli 2023 fremsatte Europa-Kommissionen et forslag til ny lovgivning, det såkaldte NGT-forslag, der opdeler NGT-planter i to kategorier. Kategori 1-planter vil fremover blive reguleret som konventionelt forædlede planter.

I lovgivningen adskilles de to kategorier af det, der kaldes ækvivalenskriteriet. Det betyder, at det kun er de planter, det ville være muligt at fremstille under almindelig forædling, som kravene slækkes for.

Et af kriterierne er, at en kategori 1-NGT-plante maksimalt må adskille sig fra forældreplanten med 20 genetiske modifikationer.

Hvis planten opfylder kriterierne, kan den vokse frit på markerne uden yderligere begrænsning, end at den skal mærkes som udsæd.

Kategori 2-planter, der indeholder mere komplekse eller vidtgående genetiske ændringer, vil fortsat være underlagt GMO-lovgivningen.

Under det danske EU-formandskab i december 2025 fandt parterne frem til et kompromis mellem Kommissionen, Parlamentet og Rådet. Forslaget blev endeligt stemt igennem i Europa-Parlamentet i juni 2026.

Efter vedtagelsen vurderer forskerne, at de første NGT-sorter kan forventes på de europæiske marker tidligst i begyndelsen af 2030'erne – baseret på, hvor langt forædlingsprojekterne allerede er nået.

"Det her er en tiltrængt modernisering. Den regulering, vi har haft, er tilrettelagt efter det teknologiske niveau fra 2001. Nu har man lavet en, der passer til det niveau, vi er på i dag," siger Henrik Brinch-Pedersen. og tilføjer:

”På Institut for Agroøkologi har vi forsket i anvendelsen af de nye teknikker i en årrække og har igennem vores forskning set, hvordan resultater opnået igennem NGT spiller direkte ind i ambitionerne om grøn omstilling, reduceret udledning og pesticidforbrug og en i øvrigt modstandsdygtig afgrøde med en høj kvalitet.”

Kontakt: 

Jesper Emborg 
je@dca.au.dk
61 22 02 91