Aan genetisch materiaal aflezen hoe groot een plant wordt

Wetenschappers van het Vlaams Instituut voor Biotechnologie (VIB) en de Universiteit Gent hebben een nieuwe methode ontwikkeld waarmee je kunt voorspellen hoe groot een plant zal worden en dit al op zaailingsniveau. Dit kan bestaande veredelingsprogramma’s aanzienlijk versnellen. De nieuwe methode is gebaseerd op de kennis van een set genen die gecorreleerd is met de finale bladgrootte. De onderzoekers konden deze set genen identificeren via geavanceerde en zeer gedetailleerde analysemethodes. Een expressie-analyse van deze specifieke genen kan veredelaars in een zeer vroeg stadium helpen bij de selectie van de meest interessante kruisingsproducten.

Nieuwe plantenrassen ontwikkelen die meer opbrengen of beter bestand zijn tegen ziektes, is een werk van lange adem. Vooral het proces om de meest interessante kruisingsproducten te selecteren is arbeidsintensief, tijdrovend en kostbaar. Om te achterhalen of een kruisingsproduct weerstand heeft tegen een ziekte moeten de planten eerst geïnfecteerd worden en om de zaadopbrengst van maïs na te gaan moet de maïs eerst een kolf vormen. Dit selectieproces kan veel efficiënter gemaakt worden door te selecteren op genetische informatie in plaats van op het uiterlijk van de plant. Vele uiterlijke kenmerken liggen immers vast in het DNA.

Door het toenemende moleculaire inzicht in plantengroei en -ontwikkeling weet men van een groot aantal kenmerken welk DNA hiervoor verantwoordelijk is. Door dit DNA op te sporen in een kiemplantje, kan in een zeer vroeg stadium bepaald worden of het bijvoorbeeld ziekteresistent zal zijn of niet en dit zonder dat de plant moet geïnfecteerd worden. Deze manier van veredeling wordt merker-geassocieerde veredeling genoemd. Wetenschappers verbonden aan VIB en de Universiteit Gent ontwikkelden een nieuwe methode waarmee al bij een maïskiemplant kan voorspeld worden hoe groot de volwassen bladeren kunnen worden. De methode maakt gebruik van RNA in plaats van DNA.

Erfelijke informatie ligt vervat in het DNA, maar niet alle informatie moet beschikbaar zijn in iedere plantencel. Zo moeten de genen voor bloemontwikkeling niet actief zijn in de wortel van de plant. Vooraleer erfelijke informatie tot uiting komt, wordt de DNA-code overgeschreven naar RNA waarna de RNA-code vertaald wordt naar een eiwit. Om te weten welke genen actief zijn tijdens een groeiproces geeft het geheel aan RNA-moleculen dus veel meer inzicht.

De Belgische plantenwetenschappers onderzochten samen met collega’s van het Italiaanse Institute of Life Sciences in Pisa het transcriptoom van de celdelingszone in jonge maïsbladeren. Zij hebben een verband kunnen leggen tussen een set van RNA-moleculen en uiterlijke kenmerken die pas veel later tot uiting komen zoals finale bladgrootte en biomassaproductie. Met deze kennis kunnen kwekers in de toekomst veel gerichter selecteren tijdens het plantenveredelingsproces. De resultaten van de onderzoekers werden gepubliceerd in 2 wetenschappelijke artikelen in het tijdschrift Genome Biology.

bron: AgriHolland / Universiteit Gent