Akkerbouw
Algemeen
Dieren
Economie
Markten
Mechanisatie
Milieu
Politiek
Tuinbouw
Veehouderij
Voeding
Inloggen
 
 
 
Klik hier om u te registreren en te abonneren
(72,60 euro per jaar)
 
Wachtwoord vergeten

 18 apr 2019 11:35 

Matchmaking in de plantenwereld


Matchmaking in de plantenwereld?! Mannelijke onvruchtbaarheid van selder via celfusie met wortel kan veredelaars efficiëntie en stabiliteit schenken.
Voor het eerst werden cellen van selder en wortel met elkaar gefusioneerd en opgegroeid tot scheutjes. Eenmaal volwassen is het mogelijk dat deze fusieplanten zichzelf niet meer via de eigen meeldraden kunnen bestuiven. Enkel een andere selderplant kan dan voor bevruchting zorgen. In de veredeling opent dat belangrijke perspectieven.

“Mannelijke steriliteit is bij de veredeling van hybride zaden erg gewenst omdat het daar juist zaak is om zeer gecontroleerd en voorspelbaar twee plantlijnen te kruisen. En dat is niet zo evident bij zelfbestuivers”, zegt doctoraatsstudente Silvia Bruznican. De techniek die zij toepast is bovendien goedkoper, sneller of performanter dan bestaande technieken om bestuiving te controleren.

Óf de fusieplant effectief mannelijk steriel is en óf die steriliteit stabiel is in alle omstandigheden, moet verder onderzocht worden. Maar dát de fusietechniek met succes is toegepast en het protocol op punt staat, is vanuit wetenschappelijk oogpunt een belangrijke stap vooruit.

VIDEO

Zelfbestuiving verhinderen om F1-hybriden te maken

Een hogere opbrengst of verbeterde plantenkenmerken, dat zijn de doelen van plantenveredeling. Eén manier om dat te bereiken is door inteeltlijnen te creëren (door herhaalde rondes van zelfbestuiving) met de gewenste kenmerken, en die inteeltlijnen vervolgens met elkaar te kruisen. Uit die kruising ontstaan identieke nakomelingen met de gewenste, voorspelbare eigenschappen – voor kwekers en veredelaars de perfecte match tussen moeder- en vaderlijn. Voor selder zijn dat bijvoorbeeld planten die uniform of ziekteresistent zijn. Deze nakomelingen heten F1-hybriden en het is hún zaad dat veredelaars verkopen aan telers.

Tijdens het maken van de inteeltlijnen (de moeders en vaders van de F1-hybriden) was zelfbestuiving noodzakelijk. Maar eens je twee inteeltlijnen met elkaar wil kruisen is de kans op zelfbestuiving een probleem. Want een inteeltlijn die zichzelf bestuift… maakt een kopie van zichzelf. Dit kan vermeden worden door één van de twee ouderlijnen mannelijk steriel gemaakt. Dat zou in principe kunnen door manueel de meeldraden af te knippen, maar economisch haalbaar is dat niet. Daarom zoeken veredelaars naar andere technieken, zoals cytoplasmatisch mannelijke sterilisatie (CMS). Daarbij heeft een ouderplant een genetisch defect in het cytoplasma-DNA (het DNA in het plasma rond de celkern), wat de ontwikkeling van normaal stuifmeel onmogelijk maakt.

Jammer genoeg duurt het lang om via kruising CMS lijnen te creëren. Een alternatief voor CMS is genetisch mannelijke sterilisatie (GMS), waarbij ingegrepen wordt in het kern-DNA. Maar die techniek is duurder omdat GMS-lijnen moeilijk in stand te houden zijn.

Ontwikkeling van nieuwe, stabiele CMS-types is dus heel gewild in de veredeling. Een optie daarvoor is alloplasmatische CMS. Daarbij wordt genetisch materiaal van de ene soort gecombineerd met genetisch materiaal van de andere. Concreet wordt de celkern van de ‘acceptor’ gemixt met het cytoplasma van de ‘donor’. Dat kan via asymmetrische protoplastfusie, de techniek die ILVO-UGent onderzoekster Silvia Bruznican ontwikkelde voor selder.

Asymmetrische protoplastfusie: cellen pellen, mixen en opnieuw laten uitgroeien tot planten

protoplasten van selderBruznican is erin geslaagd protoplasten (cellen zonder celwand) te creëren door de celwanden chemisch te pellen met enzymen. Daarna kon ze het kern-DNA van wortelcellen (donor) uitschakelen of ‘fragmenteren’ zonder het cytoplasma aan te tasten via UV-straling. Omgekeerd kon ze het cytoplasma van seldercellen (acceptor) inactiveren zonder het kern-DNA te beschadigen, door behandeling met de chemische stof IOA (iodoacetamide). Vervolgens kon ze het kern-DNA van de seldercellen via chemische en elektrische stimulatie (polyethyleenglycol en korte elektrische pulsen) laten fuseren met het cytoplasma van de wortelcellen, waardoor asymmetrische protoplasten ontstonden: cellen met de kern van selder en het cytoplasma van wortel. Tot slot heeft ze een manier gevonden om de celwand van deze gefuseerde cellen te laten herstellen en de cellen opnieuw te laten uitgroeien tot planten (‘regeneratie’).

Uit de testen van Bruznican bleek dat de regeneratie een succes was bij selder (witte, groene en knolselder). Belangrijk hierbij was de keuze van het uitgangsmateriaal; niet alle types protoplasten kunnen uitgroeien tot volledige planten. De eerste scheuten werden gevormd 8 tot 10 weken na de fusie en 8 maanden na de start van de cultuur werden de bewortelde planten uit de labo-omgeving gehaald en met succes uitgeplant. Bij prei (het ander deel van het doctoraatsonderzoek) was de regeneratie van protoplasten niet succesvol.

asymmetrische protoplastfusieBruznican concentreerde zich bij de celfusie-experimenten daarom op selder. Daaruit bleek dat celfusie met wortel effectief mogelijk is, al is het succes ervan afhankelijk van verschillende parameters. Omdat geslaagde fusieproducten morfologisch meestal identiek zijn aan de acceptor en daardoor moeilijk te onderscheiden zijn, ontwikkelde Bruznican ook cytoplasmatische merkers. Die laten toe om na te gaan welk DNA precies werd uitgewisseld, zodat interessante fusieproducten geïdentificeerd kunnen worden om verder te gebruiken in veredeling.

Het resultaat van dit doctoraatsonderzoek is dat het protocol voor protoplastfusie in selder op punt staat. Een belangrijke stap vooruit voor de selderveredeling. Silvia Bruznican: “Het potentieel van deze techniek voor de veredeling en de biotechnologie is groot, omdat er unieke genotypen mee gecreëerd kunnen worden.”

Het potentieel: snellere, goedkopere en performantere veredeling van F1-hybriden

De mannelijke steriliteit van de fusieplanten (selder met wortel) kon nog niet worden getest. Wel werden de geregenereerde planten uit selderprotoplasten (die niet gefusioneerd zijn) gescreend op kenmerken als bloemmorfologie, planthoogte en ook mannelijke vruchtbaarheid. Binnen deze kenmerken werd een grote variatie vastgesteld, wat interessant kan zijn voor veredelaars. Ook daarom betekent dit onderzoek een belangrijke wetenschappelijke stap vooruit voor de selderveredeling.

Nu het protocol op punt staat kan de techniek snel geïntroduceerd en breed toegepast worden, ook op andere variëteiten. Daarenboven is deze nieuwe techniek gemakkelijker en efficiënter dan het verwijderen van meeldraden, sneller dan het maken van kruisingen en goedkoper dan GMS, de alternatieve technieken om planten mannelijk steriel te maken. Dat doet dromen van performantere, goedkopere en snellere veredeling van F1-hybride zaden voor telers.



  Nieuwsflash
 
VerziltingLees meer
 
 
Kraamstalmanagement en pocketvergistingLees meer
 
 
Autocontrolegids gekweekte zalmachtigen op aquacultuurbedrijvenLees meer
 
 
Europees INNO-VEG-project gaat uitdaging aan aardappelteelt duurzaam te intensiverenLees meer
 
 
EU vreest groen licht voor importtarieven Trump Lees meer
 
 
Investeringssteun Vlaams Landbouwinvesteringsfonds Lees meer
 
 
Groen licht voor ruilverkaveling Gooik Lees meer
 
 
Deputatie provincie Antwerpen kent unaniem omgevingsvergunning toe aan slachthuis Sus CampiniaeLees meer
 
 
Captatieverbod ecologisch kwetsbare waterlopen Lees meer
 
 
Voeding op de Landbouwbeurs van LibramontLees meer
 
 
Maximaal toelaatbare concentraties van gewasbeschermingsmiddelen in oppervlaktewater Lees meer
 
 
Bemonsterings- en analysemethodes in het kader van het Mestdecreet (BAM)Lees meer
 
 
Gratis grondwater voor landbouwers in Wevelgem Lees meer
 
 
Nieuwe hittegolf op komst: ramp voor de landbouwLees meer
 
 
Vlas is (terug) in zijn sas Lees meer
 
 
Witwassende aardappel- en uienexporteurs onderzocht Lees meer
 
 
Kerncijfers landbouw 2019: 62% van de banen ging verloren tussen 1980 en 2016Lees meer
 
 
ILVO versterkt contacten met PERULees meer
 
 
Kweek geen mannelijke hopplant Lees meer
 
 
PCA notering vroegeLees meer
 
 
Veerkrachtige landbouwbedrijfsmodellen voor duurzaam landbouw- en voedselsysteem Lees meer
 
 
Strengere regels voor mestvervoer in gebiedstype 2 en 3 vanaf 1 augustus Lees meer
 
 
Gids Autocontrole: Aardappelen, groenten, fruit, verwerkende industrie en handel (G-014)Lees meer
 
 
Plattelandsontwikkelingsprogramma rondt de kaap van 200 miljoen euro Lees meer
 
 
Opgave plantenpaspoortplichtige soorten voor niet-producenten Lees meer
 
 
Alle NEPG-landen vrezen droogte Lees meer
 
 
85ste Foire de Libramont: 26-31 juli 2019Lees meer