Sleutelgen maakt gewassen genetisch identiek aan moederplant

Deze uitvinding van dit sleutelgen maakt het mogelijk om in de toekomst voor gewassen zaden te produceren die genetisch identiek zijn aan de moederplant. De vondst is door onderzoekers van het Nederlandse onderzoeksbedrijf KeyGene en Wageningen University & Research samen met onderzoekers van het Japanse veredelingsbedrijf Takii en Lincoln University in Nieuw-Zeeland gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Genetics.

Het gevonden gen heeft de naam PAR gekregen, naar het parthenogeneseproces dat door het gen wordt aangestuurd. Daarbij groeien eicellen uit tot plantenembryo's zonder dat er bestuiving heeft plaatsgevonden. De onderzoekers verwachten dat deze vinding de komende jaren kan leiden tot belangrijke innovaties in de plantenveredeling.

Apomixis als heilige graal

De productie van zaden die genetisch identiek zijn aan de moederplant, wordt apomixis genoemd. Dit fenomeen wordt volgens de Wageningse wetenschappers wel gezien als de heilige graal in de landbouw. Het maakt het mogelijk om unieke, superieure combinaties van eigenschappen in een plant in één klap vast te leggen. Apomixis kan de veredeling van innovatieve gewassen daarom versnellen en de zaadproductie goedkoper maken.

Het belang van apomixis voor de landbouw wordt al lang gezien, maar tot nu toe is het nog niet gelukt om dit succesvol in de veredeling toe te passen. Meer dan vijftien jaar geleden begon een team onderzoekers bij het Wageningse onderzoeksbedrijf KeyGene aan het ophelderen van de genetica achter apomixis.

De KeyGene-onderzoekers gebruikten bij hun onderzoek naar apomixis paardenbloemen, een plantensoort waarvan bekend is dat ze zonder bestuiving zaden kunnen vormen met dezelfde genetische eigenschappen als de moederplant. Het PAR-gen dat in paardenbloemen is gevonden, blijkt ervoor te zorgen dat eicellen zich zonder bestuiving tot een plantenembryo kunnen ontwikkelen.

Eicel groeit uit zonder bestuiving

Bij het onderzoek was ook de leerstoelgroep Biosystematiek van Wageningen University & Research betrokken. Medewerkers van deze leerstoelgroep ontdekten dat het PAR-gen in eicellen normaal gesproken uit staat, maar in aseksuele paardenbloemen aan staat. De eicel gaat dan delen, waardoor er een plantenembryo ontstaat. Deze eicel denkt dus dat ze is bevrucht en begint te delen zonder dat er bestuiving heeft plaatsgevonden.

De vervolgvraag is of het PAR-gen uit paardenbloem en de nieuwe kennis over apomixis kan worden gebruikt voor andere gewassen. Veel planten waarbij geen apomixis voorkomt, blijken genen te hebben die lijken op het PAR-gen van de paardenbloem. Het is onderzoekers van KeyGene al gelukt om in samenwerking met wetenschappers van Takii te laten zien dat het PAR-gen ook in sla en zonnebloem kan zorgen voor parthenogenese.