Het James Hutton Institute heeft veredelingsprogramma's, met focus op het ontwikkelen van nieuwe aardappelrassen die sterke agronomische voordelen bieden en beter bestand zijn tegen extreme temperaturen en ziekten.
Aardappelveredeling is een complex proces. Hoewel ouderplanten bepaalde gewenste eigenschappen kunnen bevatten, krijgen hun nakomelingen vaak slechts een beperkt aantal van deze eigenschappen mee. Deze uitdaging ligt in het feit dat geteelde aardappelen meestal tetraploïd zijn, wat inhoudt dat ze vier kopieën van hun genoom hebben. Deze kopieën kunnen vrijelijk recombineren, waardoor het doorgeven van specifieke eigenschappen ingewikkeld wordt.
© James Hutton Institute
Om deze uitdaging te overwinnen, maken onderzoekers gebruik van moleculaire markers. Dit zijn specifieke DNA-sequenties of variaties op bepaalde plaatsen in het genoom, die fungeren als bakens. Ze helpen veredelaars te bepalen of een DNA-segment, verantwoordelijk voor een bepaalde eigenschap, aanwezig is of niet. Er zijn uitgebreide studies verricht naar de genetische basis van belangrijke eigenschappen, wat heeft geleid tot de ontwikkeling van informatieve moleculaire markers.
Professor Ingo Hein, hoofd aardappelgenetica aan de Hutton, licht toe: "We hebben gebruikgemaakt van genoomtechnologieën waarmee onderzoekers elk van de vier genoomkopieën apart kunnen analyseren. Hierdoor kunnen we het gunstige DNA-segment - bekend als een haplotype - nauwkeurig identificeren."
"Door een minimale sequentierepresentatie te gebruiken van het volledige aardappelgenoom, dat met vier keer 840 miljoen basenparen behoorlijk groot is, kunnen we betrouwbaar detecteren of het specifieke DNA-gebied, geassocieerd met waardevolle eigenschappen, aanwezig is. Ons werk heeft de effectiviteit van deze aanpak zowel voor grote genoomregio's (meer dan een miljoen basenparen) als kleinere regio's (ongeveer 20.000 basenparen) bewezen."
Professor Colin Campbell van het James Hutton Institute voegt hieraan toe: "Deze methode zal een enorme impact hebben op telers en de sector in zijn geheel. Door het aardappelgenoom en functionele resistentiegenen te taggen, die gewassen beschermen tegen pathogenen, kunnen we de veredeling van nieuwe aardappelrassen aanzienlijk versnellen en de gewasbescherming in een veranderende omgeving verbeteren."
Dit onderzoek is niet alleen van belang voor aardappelen. De aanpak kan namelijk worden aangepast voor elk gewas, mits er voldoende genomische en genetische informatie beschikbaar is. Dit benadrukt de cruciale rol van fundamenteel onderzoek bij het vertalen van wetenschappelijke vooruitgang naar duurzame gewasproductie, wat uiteindelijk bijdraagt aan de teelt van betrouwbare en veerkrachtige gewassen en inzet voor wereldwijde voedselzekerheid.
Voor meer informatie:
Matteo Bell
The James Hutton Institute
Tel: +44 7494 422 228
matteo.bell@hutton.ac.uk
www.hutton.ac.uk