Key takeaways

• Russische wetenschappers hebben met succes het tarwegenoom bewerkt met behulp van CRISPR-Cas9, en dat leidde tot een verdubbeling van de graanopbrengst per aar.

• Deze methode vermijdt bewust traditionele genetische modificatietechnieken door gebruik te maken van een “genkanon” om nauwkeurige genbewerking uit te voeren.

• Deze doorbraak kan de tarweproductie wereldwijd een impuls geven, vooral door de uitdagingen van de klimaatverandering.

Onderzoekers van het Skolkovo Institute of Science and Technology hebben een belangrijke stap gezet in de tarweproductie. Ze bewerkten het tarwegenoom succesvol met de CRISPR-Cas9-techniek. Daarmee passen Russische wetenschappers deze methode voor het eerst toe op tarwe, blijkt uit nieuw onderzoek van Skoltech.

Onverwacht neveneffect

Aanvankelijk richtte het team zich op een gen dat thermosensitieve mannelijke steriliteit aanstuurt. Zo wilden ze steriele lijnen creëren voor gecontroleerde kruisbestuiving. Tijdens het onderzoek stuitten ze echter op een opvallend neveneffect. Sommige gemuteerde planten ontwikkelden een andere aarstructuur. Daardoor verdubbelde het aantal korrels per aar ten opzichte van klassieke tarwe.

Het aanpassen van CRISPR-Cas9 aan een complex gewas zoals tarwe vroeg tijd en precisie. Het onderzoek duurde vier jaar. In die periode gebruikten de wetenschappers biolistische transformatie en weefselkweektechnieken. Zo brachten ze gerichte wijzigingen aan in het TGMS5-gen. Dat gen veroorzaakt waarschijnlijk steriliteit bij temperaturen boven 28 graden Celsius, terwijl planten onder 22 graden normaal vruchtbaar blijven.

Genbewerking zonder agrobacteriën

Daarnaast kozen de onderzoekers voor een alternatieve aanpak. Ze gebruikten geen agrobacteriën, die vaak bij genetische modificatie worden ingezet. In plaats daarvan werkten ze met een zogenoemd genkanon. Vervolgens selecteerden ze in latere generaties enkel planten met de gewenste mutaties.

Deze ontwikkeling kan de landbouw sterk beïnvloeden, zeker nu temperaturen schommelen. Daarom breidt het team zijn werk uit naar andere gewassen. Zo passen ze dezelfde techniek toe op sojabonen, zonnebloemen en guar, met als doel die beter geschikt te maken voor teelt in Rusland.

Stabiliteit van graanopbrengst testen

Tot slot bereiden de onderzoekers de volgende fase voor. Ze kweken de gemuteerde planten onder wisselende temperaturen en testen de stabiliteit van de hogere opbrengst. Als die resultaten standhouden, kunnen nieuwe tarwesoorten ontstaan die op dezelfde oppervlakte aanzienlijk meer graan produceren.

Volg Business AM ook op Google Nieuws

Wil je toegang tot alle artikelen, geniet tijdelijk van onze promo en abonneer je hier!