VIB en UGent voorspellen wat voor plant de kiem wordt

Wetenschappers van VIB en UGent ontwikkelden een nieuwe methode waarmee je kan voorspellen hoe groot een plant finaal zal worden. Van een kiemplantje maïs achterhaalden zij hoe groot de volwassen bladeren zullen worden. De techniek kan de plantenveredeling aanzienlijk versnellen en 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 analysemethoden. 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 en tijd- en geldrovend. 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 UGent, onder leiding van professor Dirk Inzé, 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. Om te weten welke genen actief zijn tijdens een groeiproces geeft het geheel aan RNA-moleculen – ook wel het transcriptoom genoemd – veel meer inzicht. Plantenwetenschapster Joke Baute uit de VIB-onderzoeksgroep van professor Dirk Inzé en collega’s van het Italiaanse Institute of Life Sciences in Pisa onderzocht het transcriptoom van de celdelingszone in jonge maïsbladeren. De wetenschappers 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 bij het veredelen van landbouwgewassen. De resultaten van de onderzoekers werden gepubliceerd in twee wetenschappelijke artikels in het tijdschrift Genome Biology.