Voedselgewas uit wilde plant in recordtijd, met CRISPR

Een Chinees team slaagde er in om iets wat anders eeuwen van kweken kost, in een enkele stap voor elkaar te krijgen. Een grote soort wilde rijst wordt in een handomdraai een voedselgewas, compact en eetbaar. Ze gebruikten genoom sequencing en -bewerking als snelle manier om planten te ‘temmen’.

Oryza alta

Daardoor kon een wilde rijstsoort snel in een rijk voedselgewas worden omgezet. De meest gekweekte rijst (Oryza sativa) heeft in de meeste cellen twee kopieën van het genoom, maar sommige van zijn wilde verwanten hebben er vier. Dit kenmerk, tetraploïdie, is een kenmerk dat in verband wordt gebracht met krachtige en winterharde planten.

Om te profiteren van die genetische rijkdom, ontwikkelden Jiayang Li en zijn collega’s een manier om precieze veranderingen aan te brengen in het genoom van een wilde rijstsoort, Oryza alta. Oryza alta is een Zuid-Amerikaanse rijstsoort die tot vier meter hoog kan worden. Het is ook een overblijvende plant. De meeste soorten rijst leven maar een jaar.

Een nieuw voedselgewas. De twee meest linkse soorten, Oryza sativa en (beperkt) Oryza glaberrima, leveren alle gekweekte rijst. Chinese onderzoekers slaagden er in om de wilde soort Oryza alta (de enorme plant in het midden) te temmen tot de derde gekweekte rijstsoort, met één enkele reeks CRISPR edits van het genoom. Bron: Paul L. Sanchez et al.

Voedselgewas door CRISPR

Dergelijke nauwkeurige genoombewerking is in veel planten een uitdagende taak. Het team haalde de genomen van tientallen wilde rijstlijnen, waaronder enkele van O. alta, door een sequencer. Zo vond het team de O. alta versie van 123 genen waarvan bekend is dat ze belangrijk zijn in gekweekte rijst voor landbouwkenmerken. Denk dan aan bijvoorbeeld genen die invloed hebben op opbrengst van korrels en kwaliteit. De auteurs gebruikten daarna op CRISPR gebaseerde techniek om zes van die kenmerken te verbeteren. Dit lukte. En is nu een demonstratie van een snelle methode om wilde rijst geschikter te maken voor de landbouw.

Gevolgen

Op dit moment hangt onze wereld voedsel productie af van slechts enkele soorten, in totaal minder dan vijftig. Door deze nieuwe techniek kunnen we het enorme genetische potentieel in de honderdduizenden overige plantensoorten aftappen, en deze wilde planten omzetten in nieuwe landbouwgewassen. Dat is erg goed nieuws en wel hierom. Ziekteverwekkers zijn vaak gespecialiseerd op één soort. Als we het aantal cultuurgewassen uitbreiden tot duizenden soorten, kunnen ziekten veel minder schade aanrichten.

Ook kunnen we planten voor nieuwe niches ontwikkelen. Neem, bijvoorbeeld de Kerguelenkool. Deze wilde kool groeit erg goed in het barre, koude klimaat van de Kerguelen eilanden waar de plant vandaan komt. Als we deze vit. C rijke kool kunnen temmen, hebben we een groente die hartje winter kan worden gekweekt.

Tot slot kunnen we nieuwe gewassen vinden voor nieuwe doelen. Bijvoorbeeld, een soort voor een grondstof, bedoeld om aardolie mee te vervangen. Of een plant die vezels voor textiel levert.

De Kerguelen kool is erg goed bestand tegen barre klimaten en ook een windbestuiver. Een toekomstig voedselgewas? Bron: Wikimedia Commons/B.Navez

Bron:

Hong Yu et al., A route to de novo domestication of wild allotetraploid rice, Cell, 2021, DOI: 10.1016/j.cell.2021.01.013

Laat een reactie achter

Dutch