51. Biotechnologie als hulpmiddel bij de veredeling van landbouwgewassen
Algemene info
Plantenveredeling vormt de basis voor de continue verbetering van de kwaliteit en opbrengst van landbouwgewassen en groenten. In de 20ste eeuw zijn met behulp van klassieke veredeling enorme verbeteringen bereikt in de productiviteit van mais, tarwe, rijst, koolzaad en vele andere gewassen. De groene revolutie van de jaren ’70, waarbij de productiviteit van rijst in ontwikkelingslanden met sprongen omhoog ging was ondermeer gebaseerd op resultaten van plantenveredeling.
Bij de voortdurende veredeling van landbouwgewassen wordt automatisch aangereikt voor “goede” varianten van belangrijke genen, terwijl de “ongunstige” varianten uit de populatie verdwijnen. Dit leidt tot een versmalling van de genetische basis, waardoor het steeds moeilijker wordt om bijkomende verbeteringen te verwezenlijken. Bovendien worden de gewassen kwetsbaar voor onverwachte veranderingen in het milieu wanneer het repertoire aan genvarianten te klein wordt.
Een andere beperking van klassieke veredeling is dat niet rechtstreeks naar de gen varianten wordt gekeken, maar enkel naar de uiteindelijke expressie van (agronomische) plant eigenschappen. Hierdoor is het moeilijk om te begrijpen wat de moleculaire basis is voor betere prestaties en is het onmogelijk om rechtstreeks te selecteren op de superieure gen varianten.
Bayer CropScience - BioScience ontwikkelt en commercialiseert wereldwijd nieuwe, door veredeling verbeterde varieteiten van katoen, rijst en koolzaad. In toenemende mate wordt bij de veredeling van deze gewassen gebruik gemaakt van moleculaire merkers. De merker technologie wordt ook toegepast om transgenen vanuit donor lijnen door middel van kruisingen zeer efficient over te brengen naar kwalitatief hoogstaande veredelingslijnen.
Alvorens merker technologie kan worden toegepast is eerst een grote hoeveelheid basis onderzoek nodig. Hierbij worden eerst merkers opgespoord en gerangschikt op genetische kaarten. Vervolgens wordt onderzocht welke merkers indicatief zijn voor gunstige en ongunstige eigenschappen. In een laatste stap kunnen merkers gebruikt worden om de onderligggende genen te identificeren. Omgekeerd kan informatie over belangrijke genen worden gebruikt voor de ontwikkeling van merkers.
Het labo van Bayer BioScience N.V. houdt zich zowel bezig met basis onderzoek als met toepassing van de merker technologie.
Omschrijving
In het project zal een overzicht gegeven worden van de principes van plantenveredeling en de verschillende stappen in de ontwikkeling en toepassing van merker technologie. Verschillende medewerkers uit de “Genetics” groep zullen de principes toelichten met voorbeelden in hun favoriete gewas (katoen, koolzaad en rijst). De studenten zullen zelf DNA uit planten isoleren en de technieken en software voor merker detectie (PCR, sequencing, AFLP) en data analyze (sequentie analyze, genetische kaart constructie) zullen worden uitgelegd en (indien mogelijk) in het labo gedemonstreerd. De gewassen waarmee gewerkt wordt zullen in de serre bekeken worden.
Begeleider
John Jacobs
John bezit een doctoraat in de Natuurwetenschappen (biotechnologie) van de Katolieke Universiteit Nijmegen. Hij is programmaleider “moleculaire breeding katoen” binnen de “Genetics” Groep van Bayer BioScience N.V.
Plaats
Bayer BioScience N.V.
Nazarethsesteenweg 77
9800 Astene
|