Plantekongres 2006 Forbedring af korn og græsafgrøder. Bedre fordøjelighed og reduceret N- og P-belastning af miljøet. Preben Bach Holm Danmarks JordbrugsForskning Afd. for Genetik og Bioteknologi Forskningscenter Flakkebjerg Plantekongres 2006 Herning, 10-11 januar, 2006 Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

40% stigning 60% stigning Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Aminosyre sammensætningen Fordøjelsen af cellevægge Forbedring af: Fosfatudnyttelsen Aminosyre sammensætningen Fordøjelsen af cellevægge Fordøjelse af stivelse Kulhydrat – stivelses forhold Reduceret N og P udledning til omgivelserne Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Fytinsyre Fytinsyre er generelt set ufordøjeligt for enmavede dyr. Zn P H HO 1 2 3 4 5 6 ++ Mg Fe Ca Zn Fytinsyre er generelt set ufordøjeligt for enmavede dyr. ++ Fytinsyre er den vigtigste antinutritionelle komponent og hæmmer biotilgænge-ligheden af især zink, kob-ber, calcium og jern. Fytinsyre hæmmer biotil-gængeligheden af amino-syrer/ protein og stivelse Fytinsyre har muligvis anti-carcinogene egenska-ber i tyktarmen Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Lokalisering af fytinsyre i kornkernen Scutellum Aleuron Fytater er deponeret som individuelle globoids i enkeltmembran proteinlegemer Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Strategier for forbedring af fosfat- biotilgængeligheden i dyrefoder Vådfodring Mutationsforædling (byg og majs) Tilsætning af mikrobiel fytase Gensplejsning af planter for produktion af mikrobiel fytase Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Kornets fosforværdi Byg Hvede Hvede-klid Rug Triticale Fosfor total, g/kg vare 3,3 2,9 8,6 3,2 Fytinsyre-P, % 78 75 85 77 79 Fytase, FTU * 600 1.000 4.000 2.200 4.400 Fordøjelighed, ikke-varmebehandlet 37 46 30 varmebehandlet 27 20 Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Fordøjeligt fosfor, g/kg foder Byg/hvede Majs Fordøjeligt fosfor, g/kg foder Tilsætning af mikrobiel fytase (FTY/kg) Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning Johansen og Poulsen 2003

Byg og hvede transformation Transformation af byg og hvede Der er udviklet GM-sorter af sojabønner, lucerne og raps, der er ligeså effektive til at nedbryde fytinsyren som tilsat fytase Syngenta har udviklet GM-majs, der laver så store mængder fytase, at majskernerne kan bruges som additiv Vi har udviklet en række hvede og byg GM-linier, der producerer store mængder af fytase, herunder varmestabile fytaser Vi er ved at karakterisere byggens og hvedens egne fytasegener og vil bruge dem til udvikling af såvel konven-tionelle som gensplejsede byg og hvede prototyper Guldpartikel bombardment Byg og hvede transformation Umodne embryoer Promoter type Regeneration af transgene planter på Bialaphos Konstitutiv Endosperm specifik Småplanter regeneret fra kallus Molekylær og biokemiske analyser af afkom Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Brinch-Pedersen et al., 2003, Transg Res, 12, 649-659 Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Brinch-Pedersen et al., 2003, Transg Res, 12, 649-659 Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Varmestabilitet af tre fytaser Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Reduktion i mængden af fytat efter 20 min. kogning Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Problemer vedrørende byg og hvedes aminosyresam- mensætning for anvendelse som svinefoder Byg- og hvedekerner har et lavt indhold af essentielle aminosyrer, i særdeleshed lysin, threonin, methionin, leucin, valin og isoleucin (histidin og tryptophan). Byg og hvede anvendt til svinefoder må derfor tilsæt-tes soja- eller rapsprotein, fiskemel eller industrielt fremstillede aminosyrer. Byg- og hvedekerner indeholder et for højt indhold af aminosyrerne glutamin og prolin. Disse kan ikke udnyttes fuldt ud af enmavede dyr, og den uudnyttede kvælstof udskilles og giver et unødvendigt højt kvælstofindhold i urinen. Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Lagerproteiner i bygkernen Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

God aminosyre sammen-sætning B Bygkernens proteiner B-, C-, D- og g-hordein Meget dårlig aminosyreprofil (- svovl) C Hordein Dårlig aminosyreprofil (+svovl) B g D Albumin God aminosyre sammen-sætning Glutelin Globulin Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

God aminosyre sammen-sætning B Bygkernens proteiner B-, C-, D- og g-hordein Meget dårlig aminosyreprofil (- svovl) C Dårlig aminosyreprofil (+svovl) B g D Albumin God aminosyre sammen-sætning Glutelin Globulin Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Aminosyre sammensætning i forskelligt foder % af total aminosyre indhold Valin, % Leucin, % Isoleucin, % Tryptophan, % Threonin, % Methionin, % Lysin, % Rå protein, % 3,4 3,0 3,6 6,1 7,1 4,9 4,6 5,0 5,2 5,4 6,4 6,5 6,7 7,6 8,1 3,7 4,1 1,2 2,9 3,3 3,8 1,7 1,5 1,6 1,3 1,8 10,0 9,8 10,2 44,2 Triticale Hvede Byg Sojaskrå Ideal protein - for svin Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Albumin % Hordein Glutelin Alm byg 9,2 52,3 38,5 GM byg 10,8 41,5 47,9 Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

g-hordein % D-hordein C-hordein B-hordein Alm byg 1,2 4,9 35,4 58,5 GM byg 1,5 6,0 29,1 63,7 Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

% ændring i aminosyreindhold i GM byg Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Aminosyre sammensætning af forskellige foderstoffer % of total aminosyre indhold 7,1 5,4 8,1 4,1 1,2 4,6 1,8 Idealprotein - slagtesvin 6,1 5,2 7,6 5,0 1,2 3,8 1,3 44,2 Sojaskrå 3,6 5,0 6,7 3,7 1,2 3,3 1,6 10,2 Byg mark Byg drivhus Gensplejset byg 1 2 Råprotein, % 1) 17,1 12,8 15,7 Lysin, % 2) 3,2 3,7 3,7 Methionin, % 2) 1,6 1,8 1,8 Threonin, % 2) 3,2 3,5 3,5 Tryptofan, % 2) ? ? ? Isoleucin, % 2) 3,8 3,9 4,0 Leucin, % 2) 7,1 7,5 7,6 Valin, % 2) 5,2 5,6 5,7 Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Quality Protein Maize Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Quality Protein Maize Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Aminosyre sammensætning i højlysin byg Ministry of Food, Agriculture and Fisheries Danish Intitute of Agricultural Sciences

Kvælstofudnyttelse hos grise Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Reduktion af ikke-essentielle aminosyrer i korn (fx 30 pct Reduktion af ikke-essentielle aminosyrer i korn (fx 30 pct. reduktion ved genteknologi) Hvede Protein, % 9,8 Ikke-essentielle aminosyrer, g/kg 49 Reduktion, 30 pct. 15 Heraf fordøjeligt, g/kg korn 14 Heraf g N/kg korn 2,2 Reduceret N-udledning pr. slagtesvin, g 300 Norm udledning pr. slagtesvin 3,3 kg N Reduktion i pct. 9 Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Genetiske analyser i rajgræs Strategier: at udvikle de basale gene-tiske værktøjer i form af genkort, DNA markører. krydsningspopulationer etc. at identificere den genetis-ke basis for cellevægsfor-døjelighed i rajgræs at forøge fruktanindholdet at reducere proteinind-holdet at anvende majs som model Genetiske analyser i rajgræs

Forventede biologiske, miljømæssige og økonomiske konsekvenser af at øge cellevægsfordøjeligheden med 10% Produktionsparameter Ændring Mælkeydelse, kg EKM pr.årsko + 6,4% Fodereffektivitet + 1,4% Kvælstofudskillelse pr. produceret kg mælk ab dyr - 4,9% Økonomisk resultat for kvægbedrift med 100 årskøer + 106.200 kr. Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Lignin analyse af VrnA kortlægningspopulationen Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

Tak for opmærksomheden Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning