Sommige plantensoorten planten zich niet geslachtelijk voort, maar maken ongeslachtelijke, klonale zaden via apomixis. In dit project onderzoeken we hoe apomixis werkt en gebruiken we die kennis om nieuwe veredelingstechnologieën te ontwikkelen.
In tegenstelling tot de meeste eukaryote soorten, waarbij voortplanting geslachtelijk verloopt, hebben sommige planten en dieren alternatieve – ongeslachtelijke – voortplantingsstrategieën ontwikkeld. Planten die zich ongeslachtelijk voortplanten maken klonale zaden via apomixis. Hierdoor zorgt apomixis ervoor dat goede, hybride eigenschappen via zaden kunnen worden doorgegeven, generatie na generatie. Hybride gewassen zijn stressbestendig en leveren hoge opbrengsten dankzij hybride groeikracht, maar planten zich geslachtelijk voort. Als we apomixis kunnen toepassen in hybride gewassen, kunnen we die sterke eigenschappen via zaden doorgeven over meerdere generaties en is het niet meer nodig om voortdurend nieuwe hybriden te creëren via kruisingen. De genetische en moleculaire basis van apomixis is deels onbekend en een strategie om apomixis kunstmatig in gewassen te kunnen toepassen moet nog ontwikkeld worden.
In dit project onderzoeken we de werking en evolutie van een recent ontdekt PARTHENOGENESIS-gen. Charles Underwood en collega’s lieten zien dat dit gen zorgt voor ongeslachtelijke embryoformatie in paardenbloemen die van nature apomixis vertonen. Door fundamentele inzichten te benutten en verder te ontwikkelen, zullen kunstmatige apomixissystemen worden ontwikkeld in twee belangrijke groentegewassen – hybride sla en tomaat – waardoor het volledige pakket aan hybride eigenschappen herhaaldelijk via zaden kan worden overgedragen. Apomixis in gewassen kan een baanbrekende impact hebben op de hybridezaadindustrie van €22 miljard, hybride zaden voor iedereen beschikbaar maken en bijdragen aan duurzame, sterke landbouw wereldwijd.
Dit project richt zich op:
- Onderzoeken hoe een PARTHENOGENESIS-gen werkt bij geslachtelijke voortplanting
- De expressie van PARTHENOGENESIS-genen optimaliseren met behulp van evolutionaire inzichten en mutagenese
- Ontwikkelen van kunstmatige apomixis – een heilige graal in plantenveredeling – in twee belangrijke dicotyle gewassen, door meiose over te slaan en PARTHENOGENESIS te activeren
