Reverse breeding kan veredeling nieuwe impuls geven

Wageningse genetici werken aan reverse breeding, een techniek die grote gevolgen kan hebben voor de veredelingspraktijk. Geneticus Hans de Jong van Wageningen Universiteit en zijn promovendus Erik Wijnker werken daarin samen met een onderzoeksteam van veredelingsbedrijf Rijk Zwaan. Op de nieuwe denkwijze die is ontwikkeld heeft het bedrijf inmiddels een octrooi. De leerstoelgroep Erfelijkheidsleer van Wageningen Universiteit zoekt nu uit of de aanpak werkt. Ze publiceerden er deze maand een artikel over in Plant Biotechnology Journal.

Veredelaars willen de processen inperken die de enorme genetische variatie van planten bepalen. Daarvoor pogen ze het proces van genetische recombinatie beter te begrijpen en naar hun hand te zetten.’ Het genoom van planten en dieren bestaat uit meerdere chromosoomparen. Bij de bevruchting versmelten de zaad- en eicel tot een unieke nakomeling, met van beide ouders één chromosoom per paar.

Nieuwe route

Het doorgegeven chromosoom is een combinatie van de twee ouderchromosomen, omdat die stukjes chromosoom uitwisselen via cross-overs. Deze cross-overs leiden tot nieuwe combinaties van vader- en moedereigenschappen en bepalen de grote variatie aan nakomelingen. Het blijkt mogelijk om die cross-overs te verhinderen. Daarmee wordt de recombinatie beperkt en kan er op het niveau van chromosomen veredeld worden. Dit opent een nieuwe route in de veredelingspraktijk.

Hybrides

Tot dusverre gaan veredelaars uit van zorgvuldig geselecteerde ouderlijnen: lijnen waarin de beide chromosoom-kopieën exact hetzelfde zijn. Zij kruisen die ouderlijnen om hybrides te krijgen. Zo'n hybride geeft bijvoorbeeld grote, smakelijke tomaten. Als deze kruist met andere tomaten, gaat die combinatie van gunstige eigenschappen echter verloren in volgende generaties. De tomatenteler moet steeds nieuwe hybridezaden kopen. Zo verdienen veel veredelaars hun geld.

Terughalen van ouderlijnen

Met reverse breeding worden de hybrides in een laboratorium nagemaakt. De wetenschappelijke vraag is feitelijk of het mogelijk is om uit de ideale tomatenplant de ouderlijnen terug te halen. Om dat mogelijk te maken, moeten de onderzoekers eerst de meiose kunnen aanpassen. In die fase worden de geslachtscellen gevormd en vinden de cross-overs plaats. Bij de modelplant Arabidopsis en in een aantal gewassen is dat inmiddels gelukt. Daarna is het streven om deze geslachtscellen, waarin maar één kopie van het chromosoom zit, om te vormen naar een volwassen plantje met twee kopieën, net als de oorspronkelijke ouder. Ook dat is mogelijk gebleken. Daarna kunnen de opgekweekte planten met elkaar kruisen. Via merkertechnologie wordt vervolgens nagegaan welke van de 32 mogelijke ouders de ideale plant geeft.

bron: Wageningen Universiteit