Biotech & leven › CRISPR & genbewerking
Genetische kaart van pinda onthult verborgen gen, verhoogt opbrengst met 20%
Een internationaal onderzoeksteam heeft de meest complete genetische kaart van de pinda ooit gemaakt. Daarmee ontdekten de wetenschappers een gen dat eeuwenlang over het hoofd werd gezien en kweekten ze een compacte pindaplant die bij dichte beplanting 20 procent meer opbrengt.
Pinda's zijn voor honderden miljoenen mensen een belangrijke bron van eiwit en kookolie, vooral in Zuid-Azië en Afrika. Toch is het gewas genetisch verrassend eenzijdig. Tijdens de evolutie en domesticatie van de pinda traden zware genetische knelpunten op, waardoor de genetische diversiteit smal bleef. Dat maakte het voor veredelaars lastig om nieuwe, betere rassen te ontwikkelen.
Duizenden pinda's in kaart gebracht
Om dit probleem aan te pakken, bouwde een team onder leiding van de Shandong Academy of Agricultural Sciences in China een zogeheten pangenoom van de gekweekte pinda. Daarbij werkten onderzoekers van Murdoch University's Centre for Crop and Food Innovation in Australië, het International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics, de Guangxi Academy of Agricultural Sciences, de Chinese Academy of Agricultural Sciences en de Henan Academy of Agricultural Sciences samen. Het team stelde tien nieuwe referentiegenomen samen en combineerde die met vier eerder gepubliceerde genomen, zodat alle zes botanische variëteiten van de gekweekte pinda gedekt werden. Vervolgens werd het DNA van 2.320 pindamonsters uit 87 landen ontrafeld, afkomstig van de twee grootste zaadbanken ter wereld. De resultaten zijn gepubliceerd in het vaktijdschrift Nature Genetics.
De onderzoekers vonden twee belangrijke genen. Het eerste bepaalt waar bloemen aan de plant ontstaan, wat weer de vorm van de plant en de zetting van de peulen beïnvloedt. Het tweede gen lag verstopt in een groot stuk chromosoom dat door een genetische translocatie van plek was gewisseld met een ander chromosoom. Daardoor bleef het bij eerdere sequencing-pogingen onopgemerkt.
Compacte plant, hogere opbrengst
Door dit tweede gen uit te schakelen, werden planten korter en groeiden de stengelsegmenten dichter op elkaar. Met die kennis kruisten de onderzoekers een van nature dwergachtige pinda met een hoogproductief Chinees ras en selecteerden ze nakomelingen met de beste combinatie van eigenschappen. Het resultaat, de lijn LuAi-1, is ongeveer half zo hoog als de oorspronkelijke variëteit maar leverde in veldproeven zo'n 20 procent meer op bij dichte beplanting.
Volgens hoogleraar Rajeev Varshney, directeur van het Centre for Crop and Food Innovation, is dit vergelijkbaar met wat compacte tarwe- en rijstrassen tijdens de Groene Revolutie deden: ze maakten precisieveredeling mogelijk waarbij planten dichter op elkaar konden staan en makkelijker machinaal te oogsten zijn. Voor pinda bestond zo'n compacte variant nog niet. Onderzoekers verwachten dat de nieuwe genetische kaart wereldwijd de veredeling van pinda's kan versnellen, met directe voordelen voor kleine boeren in Afrika en Azië.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Deze nieuwe genetische kaart van de pinda geeft veredelaars wereldwijd een krachtig gereedschap om sneller betere rassen te ontwikkelen. Een compacte, hoogproductieve pinda kan de voedselzekerheid van miljoenen kleine boeren in Afrika en Azië verbeteren, net zoals compacte graanrassen dat decennia geleden deden voor tarwe en rijst.
- Pangenoom
- Een verzameling van meerdere referentiegenomen van dezelfde soort, waardoor genetische variatie die in één enkel genoom ontbreekt toch zichtbaar wordt.
- Genetische translocatie
- Een verschijnsel waarbij een stuk DNA van het ene chromosoom naar een ander chromosoom verhuist, wat genen soms aan het zicht onttrekt bij onderzoek.
- Precisieveredeling
- Het gericht kruisen en selecteren van planten op basis van kennis over specifieke genen, in plaats van willekeurige selectie.
- Kiemplasma
- Het genetisch materiaal van planten, vaak bewaard in zaadbanken, dat als basis dient voor veredeling van nieuwe rassen.
- Internodium
- Het stukje stengel tussen twee bladknopen; kortere internodiën zorgen voor compactere, dichter opeen groeiende planten.
- Accessie
- Een specifiek verzameld en gecatalogiseerd zaadmonster van een plant, gebruikt in genenbanken voor onderzoek en veredeling.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
