Effect genetische samenstelling groter dan verwacht
| De variatie in biochemische samenstelling van planten, wordt in grote mate bepaald door de erfelijke eigenschappen van de planten. Dat blijkt uit de on-line publicatie in Nature Genetics van 4 juni 2006 van onderzoekers van de Wageningen UR onderdelen Wageningen Universiteit, Plant Research International en RIKILT (in een samenwerkingsproject binnen het onderzoeksprogramma van het NGI Centre for BioSystems Genomics), onderdelen van Wageningen UR en de Rijksuniversiteit Groningen. |
Voorbeeld van het resultaat van de analyse van inhoudsstoffen van planten. (klik op de afbeelding voor een grotere weergave) |
De bevindingen maken duidelijk dat plantenveredelaars dankzij de combinatie van grootschalige analyses van inhoudsstoffen, kennis over de genetische achtergond van planten en het gebruik van bioinformatica, via kruisingsveredeling sneller plantenrassen kunnen gaan ontwikkelen. Met bijvoorbeeld een nog hoger gehalte aan gezondheidsbevorderende stoffen of een nog betere smaak.
Tot nu toe gingen veel wetenschappers ervan uit dat het uiterst moeizaam zou zijn om de directe invloed van de genetische achtergrond op de biochemische samenstelling te onderzoeken. De invloed van het milieu op de samenstelling van de metabolieten (inhoudsstoffen) zou daarvoor veel te groot zijn.
De aanwezigheid van veel metabolieten blijkt echter voor een belangrijk deel bepaald te worden door de genetische samenstelling van de plant. De onderzoekers konden dat in een populatie Arabidopsis-planten laten zien, dankzij het gebruik van snelle en zeer nauwkeurige apparatuur voor het analyseren van metabolieten, goede genetische kaarten en krachtige bioinformatica en statistiek. Voor ongeveer 75% van de honderden onderzochte metabolieten vonden de onderzoekers een grote rol van de erfelijke eigenschappen.
Door de grote rol van het erfelijke materiaal en de recente technologische ontwikkelingen, kunnen plantenveredelaars in hun veredelingsprogramma’s gericht gaan kruisen en al in het zaailingstadium selecteren op gewenste metabolietensamenstelling. Het wordt daardoor mogelijk om bijvoorbeeld planten te ontwikkelen die nog meer gezondheidbeschermende stoffen bevatten of die nog beter smaken, zelfs als daarbij meerdere genen betrokken zijn.
De onderzoekers combineerden verder de resultaten van verschillende, aan elkaar verwante metabolieten. Zij bleken op die manier relatief eenvoudig in staat om een aantal al bekende biochemische pathways van planten te bevestigen, en nieuwe stappen in pathways op te helderen.
De combinatie van metabolietensamenstelling en genetische kaarten zal daarom een belangrijke tool worden voor de systeembiologie, een relatief jonge wetenschap.