Wetenschappers VIB-UGent en Bayer CropScience starten samenwerking

Wetenschappers van VIB-UGent en Bayer CropScience gaan samenwerken aan de ontwikkeling van gewassen met hogere opbrengst en verbeterde weerstand tegen stress, zoals droogte of zout in de bodem. Daarbij zullen de onderzoekers gebruik maken van gedetailleerde kennis over het genetisch materiaal van planten. Dit wordt moleculaire veredeling genoemd. In een eerste project zal gekeken worden naar zogeheten epigenetische verschillen tussen groepen planten en het gebruik ervan als basis voor selectie van nieuwe kenmerken in gewassen. Een tweede project is gebaseerd op computeranalyses van de genen die betrokken zijn bij de reactie van planten op stresssituaties zoals droogte. Na afloop van het onderzoek zullen de resultaten in wetenschappelijke vaktijdschriften worden gepubliceerd. Beide onderzoeksprojecten worden gesteund door het IWT (Agentschap voor Innovatie door Wetenschap en Technologie).

Epigenetica is een natuurlijk fenomeen dat gebruikt wordt door planten (en dieren) om het aflezen van erfelijk materiaal flexibel te reguleren, bijvoorbeeld als reactie op droogte. Het is een soort biologisch geheugen. Afhankelijk van externe factoren, zoals lange periodes van droogte, worden genen meer of minder afgelezen uit het DNA. Het gaat bij epigenetica dus niet over verschillen in de volgorde van de letters van het DNA zelf, maar over de mate waarin de informatie uit het DNA wordt afgelezen en gebruikt. Opmerkelijk is dat die veranderingen worden doorgegeven aan nakomelingen, zelfs al liggen ze niet opgeslagen in de volgorde van de letters van het DNA. Met het nieuwe onderzoeksproject willen de onderzoekers epigenetische controle ontwikkelen als nieuwe moleculaire tool voor de veredeling van landbouwgewassen.

Tegelijkertijd gaan wetenschappers ook verder met een project naar het gebruik van computertoepassingen bij het onderzoek naar weerstand van planten tegen stress. Daarbij zal de focus liggen op systeembiologie, de wetenschap die biologische systemen bestudeert als de interacties tussen vele componenten, zoals genen, eiwitten en metabolieten. Die aanpak is nodig bij het bestuderen van stressbestendigheid, omdat weerstand tegen droogte of zout vaak gestuurd wordt door ingewikkelde netwerken van genen. Bedoeling is om de genen en netwerken van genen betrokken bij stressresistentie te identificeren en experimenteel te valideren. Dat moet leiden tot planten met een verhoogde oogststabiliteit. Het onderzoek zal initieel gebeuren op Arabidopsis thaliana, de zandraket. Deze plant dient als model voor landbouwgewassen, omdat er op een versnelde manier het effect van individuele genen en netwerken van genen uitgetest worden. In een latere fase zullen beloftevolle genen uitgetest worden in verschillende gewassen (koolzaad, rijst en katoen).

Planten die maken krijgen met droogte, hitte, koude, overstromingen of zout in de bodem, reageren daarop door hun groei te verminderen. Dat kan tot ernstige oogstverliezen leiden. Mede als gevolg van de wijzigende weersomstandigheden dreigen zulke omstandigheden in de toekomst steeds vaker voor te komen. Het is dus noodzakelijk nieuwe gewassen te ontwikkelen die aan deze vormen van stress kunnen weerstaan. Meer voedsel produceren op een beperkt landbouwareaal is dan ook een van de uitdagingen van deze eeuw. Met de deze samenwerking willen VIB en Bayer CropScience bijdragen aan een oplossing voor dit probleem. Onderzoeksleiders van de projecten zijn Frank Van Breusegem (VIB-UGent), Mieke Van Lijsenbettens (VIB-UGent), Steven Maere (VIB-UGent), Marc De Block (Bayer CropScience) en Matthew Hannah (Bayer CropScience). Ook wetenschappers verbonden aan de Universiteit Antwerpen zijn betrokken bij dit project.