De ideale kweekplant is smaakvol, hoogproductief en bestand tegen ziekten en plagen. Maar als de overeenkomstige genen ver uit elkaar op het chromosoom liggen, kunnen sommige van deze positieve eigenschappen verloren gaan in het selectieproces. Om ervoor te zorgen dat alle positieve eigenschappen samen worden overgedragen, gebruikten onderzoekers van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) de moleculaire schaar van CRISPR/Cas om de negen tiende chromosomen van Arabidopsis om te keren en genetisch te deactiveren. Phys.org-portal. De eigenschappen die in dit deel van het chromosoom worden gecodeerd, worden "onzichtbaar" voor genetische uitwisseling en kunnen dus onveranderd worden doorgegeven.
Gerichte bewerking, invoeging of onderdrukking genen in planten is mogelijk met behulp van CRISPR/Cas moleculaire schaar. Deze methode kan worden gebruikt om de weerstand van planten tegen plagen, ziekten of milieueffecten Woensdag.
"De afgelopen jaren hebben we CRISPR/Cas voor het eerst kunnen gebruiken, niet alleen om genen te bewerken, maar ook om de structuur van chromosomen te veranderen", zegt prof. Holger Puchta, die met zijn team genenschaar bestudeert. 30 jaar aan het China Botanical Institute.
Nu hebben onderzoekers kunnen voorkomen dat genetische uitwisseling, dat meestal deel uitmaakt van het erfelijke proces, maar de relaties tussen eigenschappen kan verstoren. Als planteigenschappen tot nu toe samen zouden worden doorgegeven, moesten de genen voor die eigenschappen dicht bij elkaar op hetzelfde chromosoom liggen. Als dergelijke genen verder uit elkaar liggen, gaan ze gewoonlijk uit elkaar tijdens de overerving, zodat een bruikbare eigenschap verloren kan gaan in het selectieproces.
In hun onderzoek volgden wetenschappers het voorbeeld van de natuur. “Inversies – een soort genetische onzichtbaarheid – komen ook vaak op kleinere schaal voor bij wilde en gecultiveerde planten. We hebben lessen getrokken uit de natuur, onze kennis van natuurlijk proces", zegt Puchta.
In samenwerking met Prof. Andreas Huben van het Instituut voor Plantengenetica en Gecultiveerd Plantenonderzoek. Leibniz (IPK) Puchta en zijn team hebben negen tiende van de chromosomen omgedraaid in een modelorganisme, Arabidopsis thaliana. Alleen aan de uiteinden van de chromosomen behielden de genen hun oorspronkelijke volgorde. "Met deze fragmenten kan het chromosoom worden doorgegeven aan de volgende generatie, net als andere chromosomen en niet volledig verloren gaan", zegt Puchta.
Voor een effectieve teelt van landbouwgewassen is het belangrijk om zoveel mogelijk gunstige eigenschappen in één plant te combineren. “Natuurlijk willen veredelaars dat hun producten lekker zijn, zoveel mogelijk vitamines bevatten en ook nog eens ziekteresistent zijn. Met onze methode kunnen we dit in de toekomst vereenvoudigen”, zegt Puchta.