100-Meloen genoom project

Project

100-Meloen genoom project

In 2050 zal de wereldbevolking naar verwachting zijn gestegen tot 9 miljard mensen. Naast de toenemende voedsel behoefte neemt de schaarste aan water, energie, mineralen en beschikbare hoeveelheid aan landbouwareaal en de belasting voor het milieu toe. Daarmee wordt de noodzaak om duurzaam en efficiënter te kunnen produceren groter.

Kennisinstellingen, bedrijfsleven en overheid hebben een verantwoordelijke taak om de voedselzekerheid veilig te stellen alsook een leidende rol om innovatie gericht op verduurzaming en verbeterde productiviteit te stimuleren.

Doel

Hoewel Nederlandse tuinders de grootste productiviteit per hectare realiseren en voorop lopen in duurzame productie methoden (efficiënt energieverbruik, minimaal gebruik van gewasbeschermingsmiddelen, etc.), vragen bovengenoemde uitdagingen om praktische oplossingen die meer produceren met minder resources mogelijk moet maken.

Werkwijze

Meloen (Cucumis melo) is wereldwijd één van de economische belangrijkste gewassen. Ondanks de succesvolle veredeling wordt meloen productie bedreigd vanwege het gebrek aan resistentie tegen schimmels, plantvirussen en plaaginsecten en abiotische stress tolerantie Daarnaast vraagt de markt om nieuw ontwikkelde rassen met bv. betere houdbaarheid  en geselecteerd op convenience-markt eigenschappen als schil dikte, zaadkern grootte, structuur, stevigheid en smaak beleving. De wilde soorten verwant aan meloen zijn economisch gezien belangrijk omdat ze een bruikbare genen pool vertegenwoordigen voor wat betreft bovengenoemde eigenschappen. Met name abiotische stress tolerantie en ziekte resistentie zijn grotendeels afwezig in gecultiveerde meloen rassen. Dit gebrek samen met de vraag uit de markt naar nieuwe types onderstreept de noodzaak om de genetische diversiteit in meloen te vergroten.

De veredeling van meloen vereist inzicht in de genetische diversiteit, de genomische structuur, chromosoom colineariteit en synteny tussen genomen, die echter op dit moment niet voorhanden is. Met behulp van moderne sequentie technologie en bioinformatica is het mogelijk de basis en locatie van genetische eigenschappen en genoomstructuur te ontsluiten en inzichtelijk te maken welke genoom-genetische eigenschap combinaties gebruikt kunnen worden voor een efficiëntere veredeling van meloen.

In het 100 Meloen Genoom Project worden de genomen van 100 meloen accessies (Cucumis melo) en 7 wilde verwante soorten ontsloten en gereconstrueerd. De aanpak is gebaseerd op de succesvolle strategie die is toegepast in het 150 tomaat genoom project met een aantal innovatieve verbeteringen:

(1) M.b.v. de nieuwe ‘Moleculo’ techniek kunnen nu voor het eerst DNA fragmenten tot 10 kb over de hele lengte worden gelezen.

(2) Daarnaast maken we gebruik van state-of-the-art Illumina en PacBio sequentie technologie.

(3) Tegelijkertijd worden de genomen fysisch gekarteerd met behulp van innovatieve ‘optical mapping’ technologie. Door sequentie en kartering informatie te combineren kunnen genomen met grotere precisie worden gereconstrueerd en sequentie en structurele diversiteit tussen genomen beter worden vastgesteld.

Resultaat

Met het resultaat van het 100 Meloen Genoom Project kunnen veredelaars wereldwijd aan het werk om nieuwe en betere rassen te maken. De kennis stelt veredelaars in staat om:

(1) gerichter te gaan veredelen.

(2) de R&D kosten te beperken.

(3) rassen te ontwikkelen die beter beantwoorden aan consument en sociaal maatschappelijke behoeften.

Publications