Wetenschap
Een nieuw hoofdstuk in de druiventeelt:niet-transgene plantenregeneratietechnologie
Traditionele genoombewerkingstechnieken stuiten op aanzienlijke uitdagingen bij vegetatief vermeerderde gewassen zoals druiven. De huidige transformatiemethoden vertonen een lage efficiëntie en ondervinden problemen bij het bereiken van stabiele plantenregeneratie bij diverse druivensoorten.
Op basis van deze uitdagingen is er behoefte aan een efficiëntere en breder toepasbare genoombewerkingsmethode om de druivenveredeling en verbeteringsinspanningen te bevorderen.
Wetenschappers van de Universiteit van Californië, Davis, hebben een aanzienlijke vooruitgang geboekt in de landbouwbiotechnologie. Hun artikel, gepubliceerd op 13 december 2023, in Horticulture Research , introduceert een innovatief protocol voor het bewerken van het genoom bij Vitis-soorten, waarmee niet-chimere en transgeenvrije planten kunnen worden gecreëerd door middel van protoplastcultuur.
Gewapend met CRISPR-Cas9 heeft het onderzoekscohort op bekwame wijze de genomen van een breed scala aan druivencultivars bewerkt. De inkapseling van protoplasten in calciumalginaatkorrels, gevolgd door co-kweek met voedingscellen, heeft geleid tot robuuste plantenregeneratie. De methode heeft zijn doeltreffendheid aangetoond bij een verscheidenheid aan druiven, van Thompson Seedless tot Chardonnay, Colombard en Merlot.
Het protocol begint met de isolatie van protoplasten uit embryogene callusculturen, gaat verder met hun inkapseling in alginaatkorrels en maakt gebruik van co-cultivatie met voedingscellen om deling en callusvorming te induceren. Deze calluskolonies worden, zodra ze volwassen zijn, verplaatst naar kiemmedia en evolueren naar embryo's die culmineren in de ontwikkeling van volgroeide planten.
Dit gestroomlijnde proces, samengevat in een cyclus van zes maanden, overtreft duidelijk de traditionele tijdlijnen voor genoombewerking. De efficiëntie en betrouwbaarheid van het protocol maken het een veelbelovende kandidaat voor praktijktoepassingen in de druiventeelt en breder landbouwonderzoek.
"De doorbraak van deze studie ligt in de efficiënte en breed toepasbare methode voor het bewerken van het genoom op basis van protoplasten. Het verbetert niet alleen de efficiëntie van het bewerken van het genoom bij druivenrassen, maar biedt ook een nieuwe aanpak voor het bewerken van andere vegetatief vermeerderde gewassen", zegt professor David M. Tricoli van het Universiteit van Californië, Davis.
Dit innovatieve genoombewerkingsprotocol biedt een krachtig hulpmiddel voor de veredeling en verbetering van druiven, met name bij de ontwikkeling van ziekteresistente en klimaatbestendige rassen. Het vermogen om snel nieuwe druivenrassen met gewenste eigenschappen te produceren kan een aanzienlijke impact hebben op de landbouwsector.
Bovendien biedt het succes van deze methode bij druiven waardevolle inzichten en potentiële toepassingen voor andere vegetatief vermeerderde gewassen, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor vooruitgang op het gebied van het bewerken van het plantengenoom en duurzame landbouw.