peper

Project

Solanaceae comparitive genomics (TTI)

Droogte en verzilting worden wereldwijd beschouwd als de grootste uitdagingen voor het handhaven van de gewasproductie. Daarnaast zorgen de opwarming van de aarde en de klimaatverandering dat planten in open teelten zwaardere klimatologische omstandigheden te verduren krijgen.

Terwijl in de afgelopen decennia de focus van teeltprogramma’s vooral lag bij het ontwikkelen van rassen met een hoog opbrengstpotentieel onder normale omstandigheden, dwingen de huidige omstandigheden de telers zich te concentreren op een verhoogde productie van gewassen in stressvolle omgevingen.

In tegenstelling tot verwante wilde soorten van tomaat, heeft gekweekte tomaat maar een beperkte abiotische stresstolerantie. Daarom zijn nieuwe genetische variaties dringend nodig om introgressie van agronomisch belangrijke eigenschappen tussen de Solanaceae-soorten ondersteunen.

Dit project heeft tot doel:

  • het identificeren van de genomische organisatie van economisch belangrijke eigenschappen, waaronder droogte- en zouttolerantie, en weerstanden tegen pathogenen in gekweekte en wilde soorten van Solanum en Capsicum gewassen;
  • het ontdekken van synteny tussen donorsoorten en ontvangergewassen.

Aanpak en tijdspad

Activiteiten zijn:

  • Aanpassing van het protocol voor een multicolor cross-soorten BAC FISH voor peper en aubergine;
  • Bouw van BAC-synteny-maps in Solanum en Capsicum gewassen;
  • Vergelijkende analyse over Solanum en Capsicum gewassen;
  • Project management en rapportage.

Resultaten

Resultaten zijn:

  • Aangepast en uitgebreid cross-soorten BAC FISH protocol;
  • Een cross soort BAC FISH synteny kaart;
  • Een cross soort sequentie op basis synteny kaart;
  • Set van orthologe genen en geïntegreerde kaart van specifieke chromosoom regio's;
  • Een synteny database-query tool.

Tomaatgenen die ortholoog zijn aan genen uit andere soorten zoals Arabidopsis, rijst en tarwe met een (a)biotische stress tolerantie functie zijn mbv BAC-FISH geïdentificeerd in tomaatpachytenen. De chromosomale organisatie rond deze stress tolerantiegenen is vervolgens opgehelderd met ‘comparative genomics’ gebruikmakend van genoomsequenties, fysische en genetische kartering. Micro- en macro-synteny zijn vervolgens geanalyseerd tussen tomaat, aardappel en paprika.

Opvallend is daarbij dat er veel meer herrangschikkingen binnen het genoom hebben plaatsgevonden dan tot nu toe werd aangenomen, met name in de genrijke gebieden. Er zijn aanwijzingen gevonden dat repetitieve sequenties onder andere afkomstig van transposons een rol hebben gespeeld in intra-chromosomale recombinaties. Analyse van de herrangschikkingen in chromosoom 2, 6, 10 en 11 laten zien dat intra-chromosomale inversies het meest voorkomende type van herrangschikking vertegenwoordigd. Dit project is van belang voor de evolutionaire reconstructie van chromosomen en de intrigressieve veredeling binnen de Solanaceae. De projectresultaten zijn gepubliceerd in twee wetenschappelijke artikelen (2009, 2012)

Publicaties