Nu har forskarna sorterat alla 80 000 gener rätt, hela havrets genom är kartlagt, och med detta ökar möjligheterna att få ett ännu nyttigare havre.
Kartläggningen av havrens genom ger stora möjligheter att förädla fram havre som har ännu bättre näringsinnehåll, och kan odlas på ett mer miljömässigt hållbart sätt, menar forskarna bakom genombrottet.
Dessutom stärker det bevisen för att havre är säker i glutenfri kost. Analyser av proteinerna i havrefrön visar att de så kallade havreprolamingenerna (motsvarande glutenproteiner i vete) har lägre nivåer och finns i färre kopior än i vete och korn.
– Vi har fått ökad kunskap om vad det är som gör att man kan äta ren havre utan att få en autoimmun reaktion om man lider av celiaki, vilket bekräftar att det är säkert att inkludera havre i glutenfria dieter, säger Manuel Spannagl, forskare vid Helmholtz Zentrum, München i Tyskland.
Arbetet har tagit många år eftersom genomet är komplicerat att kartlägga. En förklaring är att havre är en så kallad hexaploid, vilket innebär att den har sex kromosomuppsättningar av sina sju kromosomer – att jämföra med exempelvis människans arvsmassa som är diploid och alltså har två kromosomer av varje slag.
Havre svårare att sortera än andra sädeslag
Havre är mer komplicerat än andra sädesslag, med över 80 000 gener som måste sorteras rätt (att jämföra med människans ungefär 20 000 gener).
– Det har varit ett jättestort projekt. Eftersom det finns så många kopior som har samma gener, så det har varit svårt att placera ut generna rätt i varje kromosom. Det är som snarlika legobitar som måste pusslas ihop rätt, vilket är ovanligt besvärligt eftersom genomet har ”kastats runt” så mycket jämfört med andra sädesslag, säger Nick Sirijovski, forskare i tillämpad biokemi vid Lunds universitet.
– Men nu har vi en slags karta över havregenomet som kan öppna många dörrar för att utveckla havre och öka förståelsen för dess nyttiga egenskaper.
Sjutton miljarder små dna-bitar
Merparten av arbetet med att kartlägga havrets genom har genomförts vid ScanOats, ett industriellt forskningscenter som arbetar med forskning kring havre i samarbete med flera universitet och institutioner runt om i världen.
Men Olof Olssons forskargrupp vid Lunds tekniska universitet tillsammans med CropTailor AB lade grunden genom att ta fram den första råsekvensen för genomet, som bestod av 17 miljarder små dna-fragment. Den enorma datamängden motsvarar hela havregenomet 270 gånger om.
Bitarna behövde därefter sättas samman i mycket längre fragment som monterades ihop till kromosomer, och som sen kunde karakteriseras och kartläggas; så kallad genannotering.
Genannotering
Annotering är information som kopplas till något. För att använda genomsekvenser måste man förstå deras komponenter och genom annotering kopplas funktion och identitet till en sekvens, som till exempel var gener finns, hur många funktionella kopior det finns och vilken roll de sannolikt har i växten. Denna kombinerade information kan användas av forskare för att förstå exakt vilka som är involverade i specifika biologiska funktioner och förädlare kan i sin tur identifiera specifika genmål som krävs för att utveckla bättre havresorter.
– Detta arbete lägger en solid grund för alla forskare och förädlare, för att utveckla havrevarianter med högre avkastning, bättre klimattålighet, förbättrade näringsmässiga egenskaper och ökad hållbarhet, säger Olof Olsson.
Efterfrågan på havre ökar
Den globala efterfrågan på havre och av havre framställda produkter ökar kraftigt på grund av att konsumenterna i allt högre grad äter mer växtbaserat och även som en följd av de många hälsofördelar som havre har.
Genom att känna till genomet blir det lättare att veta vilken del som står för vilka egenskaper. Det gör det lättare att skilja ut olika egenskaper som man vill ha när man korsar fram nya havresorter – men gör det också lättare att undvika svagheter.
Svårigheten ligger i att havre har sex kromosomuppsättningar av sina sju kromosomer (42 kromosomer totalt), så varje kopia av den gen man vill påverka måste identifieras för att den nya korsningen ska ”slå igenom”.
– Bland annat är det intressant att studera betaglukan, som är en vattenlöslig kostfiber med kolesterolsänkande effekt som är bra för att förebygga hjärt- och kärlsjukdomar. Förhoppningen är att kunna ta fram nya sorters havre med hög halt av betaglukan, säger Alf Ceplitis, VD på CropTailor AB.
Letar havre som inte behöver värmebehandlas
Kartläggningen av havregenomet gör det också möjligt att snabbare överföra kunskap från andra grödor till nya och förbättrade havresorter.
– Ett exempel på hur genomet används i ScanOats -projektet i dag är sökandet efter havresorter med lägre lipasaktivitet, det vill säga utan funktionella gener som producerar enzymer som bryter ner fetter i havre och får det att härskna. Målet är att få fram nya havresorter som inte, som i dag, behöver värmebehandlas innan havren används i olika produkter, säger Sofia Marmon, forskare i tillämpad biokemi och ansvarig för det genomiska arbetet inom ScanOats.
Havre (Avena sativa)
Havre är det sjunde största sädesslaget i världen och odlas över hela världen, även om havren är störst i Europa och Nordamerika.
Havre var inte känd som odlad växt av de gamla kulturfolken, de första odlingarna har upptäckts i Medelhavsområdet för cirka 2 000 år sen. Först på 1700-talet blev det allmänt odlat i Norden och har använts flitigt som foder.
På senare år har havrens nyttiga egenskaper upptäckts alltmer och intresset för havreprodukter har stadigt ökat. Jämfört med andra spannmålsväxter kräver havreodling färre behandlingar med insekticider, svampmedel eller gödningsmedel.
Havre äts som fullkorn och är en hälsosam källa till antioxidanter, fleromättade fettsyror, proteiner och kostfibrer. Havre är i sig själv glutenfri, men kan kontamineras av andra sädesslag vid skörd, transport eller malning, så endast havre som hanteras inte kommer i kontakt med andra sädesslag får anges vara glutenfri.
Fakta: ScanOats
Vetenskaplig artikel:
The mosaic oat genome gives insights into a uniquely healthy cereal cropScanOats är ett industriellt forskningscenter mellan Lantmännen, Oatly och Swedish Oat Fiber, Lunds Tekniska Högskola, Sveriges lantbruksuniversitet, RISE.Verksamheten inom ScanOats är uppdelad i fem områden: genomik, utveckling av nya sorter, odling, efterbehandling samt hälsoeffekter. Projektet har anslag minst fram till slutet av 2024.
