Reproductie-onderzoekers van KeyGene hebben een wetenschappelijk artikel gepubliceerd over recente uitkomsten van hun onderzoek naar apomixis, het proces dat planten in staat stelt om zaden te vormen zonder dat er bevruchting heeft plaatsgevonden. Daardoor krijgt de plant een nageslacht waarin alle jonge planten dezelfde genetische samenstelling hebben als de moederplant. De onderzoekers publiceren hun resultaten in een apomixis-special van het wetenschappelijke tijdschrift “Genes”.
Ze identificeerden een DNA-gebied (genaamd PAR) dat essentieel is voor apomixis. Ze laten onverwacht zien dat paardenbloemplanten die het PAR gebied missen, nog steeds in staat zijn om in de aangelegde zaden het cruciale endosperm-weefsel te vormen, zónder dat er bevruchting heeft plaatsgevonden (autonome endospermgroei). Dit is belangrijke informatie voor onderzoek naar apomixis en de toepassing van apomixis in veredeling en land- en tuinbouw.
Apomixis heeft het potentieel om grote veranderingen teweeg te brengen in de manier waarop plantenveredeling en de zaadproductie plaats gaat vinden. Planten met apomixis vormen zaden zonder dat er bevruchting van de eicel heeft plaatsgevonden. De embryo’s in de zaden hebben exact dezelfde genetische samenstelling als de moederplant zelf. Daardoor hebben deze planten een nageslacht met planten die volledig identiek zijn aan zichzelf.
Plantenveredelaars zouden apomixis graag in allerlei gewassen willen gebruiken. Maar tot nu toe wordt er al meer dan twintig jaar gezocht naar de genen die daarvoor nodig zijn. Onderzoekers van KeyGene bestuderen bij paardenbloem de processen die ten grondslag liggen aan natuurlijke apomixis bij paardenbloemen. De kennis die ze ontwikkelen helpt om de apomixis-genen te vinden zal toekomstige plantenveredelaars in staat stellen om de apomixis beter te benutten.
Het onderzoekteam van het plantenonderzoekbedrijf KeyGene, met hoofdkantoor in Wageningen, is een multidisciplinaire groep met reproductiebiologen, moleculair biologen, genetici en bio-informatici. Ze doen al zo’n tien jaar onderzoek naar apomixis. Zij vormden ook het team dat eerder een van de cruciale apomixis-genen vond, en noemden het DIP, naar het diplospory proces waarvoor het codeert. Diplospory is een van de cruciale ontwikkelingsstappen van het embryo die nodig zijn voor apomixis.
Het team wist dat een ander ontwikkelingsproces, parthenogenese genaamd, ook cruciaal is voor apomixis. De onderzoekers hebben nu een gebied van het planten-DNA geïdentificeerd, waar wellicht genen liggen die aan de basis liggen van dat proces, en noemden het gebied het PAR-locus. Tijdens het onderzoek maakten ze onder andere kruisingen tussen verschillende apomixis-planten waardoor ze planten kregen mét en zónder dit PAR-locus. Tot grote verbazing van het team waren de paardenbloemplanten zónder het cruciale PAR-locus nog steeds in staat om autonoom (dus zonder bevruchting) endosperm te vormen. Endosperm is het weefsel van zaden dat de voedingsstoffen bevat die ervoor zorgen dat die zaden kunnen ontkiemen.
De kennis uit de publicatie in “Genes” is belangrijk voor onderzoek naar apomixis en voor toekomstige toepassing van apomixis. Ten eerste is de identificatie van de PAR-locus is een belangrijke stap in de richting van de identificatie van het paardenbloem gen dat verantwoordelijk is voor de parthenogenese-stap in apomixis. Ten tweede is de wetenschap dat endosperm zich in paardenbloem zonder aanwezigheid van het PAR locus autonoom kan ontwikkelen nuttig voor de toekomstige toepassing van apomixis in belangrijke gewassen die verwant zijn aan de paardenbloem, zoals bijvoorbeeld cichorei en sla.
Voor meer informatie:
KeyGene
www.keygene.com