Markertechnologie en genoomselectie

Genetische markers zijn korte DNA-segmenten waarvan de plaats binnen het genoom bekend is, en deze worden samen met een bepaalde eigenschap (bijvoorbeeld een gen) geërfd. Met behulp van moleculaire markers kunnen deze eigenschappen (genen) snel en eenvoudig worden geïdentificeerd voordat ze als een volwassen plant verschijnen. Hierdoor kan schimmelresistentie al in zaailingen worden vastgesteld. Moleculaire markers maken plantenveredeling aanzienlijk efficiënter.

Zonder deze moderne techniek zouden we moeten wachten totdat de plant volledig volgroeid is om de gewenste kenmerkende eigenschappen te kunnen observeren. Een voorbeeld: Nadat kwekers twee ouderlijnen met elkaar gekruist hebben, laten ze het zaad ontkiemen. Vervolgens nemen ze een klein bladmonster van elke zaailing en analyseren het DNA. Als de gezochte marker hierin wordt aangetroffen, betekent dit dat de nakomelingen de gewenste eigenschap bezitten. Dankzij moleculaire markers weten we binnen 48 uur of een gewenste eigenschap aanwezig is in de geteelde variëteit. Dit maakt voorselectie van de nakomelingen mogelijk en kwekers kunnen zich op de meest veelbelovende planten concentreren.

De laboratoriumresultaten worden vervolgens getest in veldproeven met veel minder kandidaten dan voorheen waardoor de efficiëntie verhoogd wordt.

Nog sneller met genetische selectie

Genetische selectie is een doorontwikkeling van de traditionele markertechnologie (MAS) en leidt tot een nog betere en betrouwbaardere selectie bij de keuze van de geschikte kruisingspartners en toekomstige variëteiten. Omdat ook de kosten voor het opsporen van genetische markers aanzienlijk verminderd zijn, kan één plant voor verschillende markers tegelijk worden geanalyseerd.

Daartoe stellen kwekers voor elke afzonderlijke plant een markerprofiel met enkele duizenden markers op. Iedere plant heeft een specifiek markerprofiel, vergelijkbaar met een vingerafdruk. Met de bij KWS al bestaande uiterst snelle markertechnologieën kunnen markerprofielen snel en kosteneffectief worden gemaakt.

Duizenden markerprofielen van een plantenpopulatie worden vervolgens gekoppeld aan de gemeten veldgegevens. Op basis hiervan worden statistische en wiskundige modellen ontwikkeld die kunnen worden gebruikt om de veredelingswaarde van de planten en geschiktheid voor de verdere ontwikkeling van variéteiten te voorspellen, gebaseerd op de markerprofielen van zaad of jonge planten. Een complexe software dient vervolgens om planten te bepalen die het meest veelbelovend zijn voor het overschrijden van de markeringsprofielen van andere individuele planten die niet in de praktijk zijn getest. Dankzij deze voorselectie zijn vele veldproeven niet langer nodig, terwijl de verdelingsvoortgang behouden blijft.

Door een nauwe samenwerking tussen genoom- en veredelingsonderzoek wordt voortdurend de efficiëntie van de veredeling verhoogd en de veredelingsvoortgang versneld.