Optimization of terpenoid production in cultivated tomato

Optimization of terpenoid production in cultivated tomato

Organisatie-onderdeel

TKI TU

Projectcode

TU18154

MMIP

Landbouw, Water, Voedsel>Sleuteltechnologieën LWV>Biotechnologie en Veredeling

Startdatum

01/01/19

Einddatum

31/12/21

Samenvatting

De wilde voorouder van tomaat maakt in specifieke organen genaamd glandulaire trichomen eigen natuurlijke pesticiden aan, waarmee ze zich effectief bescherment tegen pathogenen en plaaginsecten als de Wittevlieg. Gecultiveerde tomaat heeft nog wel trichomen, maar maakt niet de juiste stoffen, in de juiste hoeveelheid aan. In dit project identificeren we de genetische componenten die cruciaal zijn voor hoge productie van specifieke metabolieten in de trichomen, die noodzakelijk zijn om de cultuurtomaat opnieuw te bewapenen tegen o.a. insecten. Behalve nieuwe kennis over de onderliggende mechanismen van trichoom ontwikkeling en metabole routes, gebruiken de deelnemende veredelings- en biotech-bedrijven deze kennis om gericht wilde voorouder resistentie in te kruisen in het elite kastomaatje.

Doel van het project

De moleculaire en metabole markers worden gebruikt voor inkruisen van specifieke “wilde” genetische loci in (tomaten) veredelingsprogramma’s. Door de cultivar efficiënt natuurlijke metabolieten te laten produceren is de verwachting dat er in de teelt van tomaten minder gebruik hoeft te worden gemaakt van chemische bestrijding wat bijdraagt aan minder belasting van milieu, kaswerkers en uiteindelijk de producent.

Relatie met missie (Motivatie)

Het gebruik van chemische bestrijdingsmiddelen is ongewenst voor mens en milieu. Bovendien blijkt het de ontwikkeling van pesticide-resistentie in plaagorganismen te veroorzaken. Gebruik maken van natuurlijke verdedigingsmechanismen uit voorouder tomaten is een technisch uitdagende maar veel duurzamere oplossing, zonder gebruik van GMO technologie. Door het ontrafelen van de onderliggende mechanismen kunnen deze eigenschappen met behulp van moleculaire markers heel gericht ingekruist worden, teneinde zo min mogelijk “wilde” genetica mee te nemen.

Geplande acties

Key objectives
1) Identificatie van Quantitative Trait Loci (QTL) in een nieuwe segregerende populatie geselecteerd op het maken van anti-insect metabolieten.
2) Fenotypische analyse van contrasterende F3 families uit de nieuwe populatie: vergelijken van lijnen welke hoog- en laag producerend zijn bevonden.
3) Identificatie van genen door middel van fijn-karteren (tot gen-niveau).
4) Expressie analyse, door RNAseq op contrasterende F3 families uit te voeren.
5) Chemische en genetische karakterisatie van een Near Isogenic Line (Pic) met trichoom productie fenotype.
6) Karakteriseren rol van de aansturing van de biosyntheseroute van anti-insect metabolieten (de flux door de biosynthese) door meten van precursor niveaus.
7) Gen validatie en bepalen rol van specifieke genen in de productie van hoge niveaus anti-insect metaboliet in glandulaire trichomen, door het bestuderen van mutaties.

Naam projectleider

P. M. Bleeker