Genetics Assisted Assembly of Complex Genomes

Projecttitel: Genetics Assisted Assembly of Complex Genomes
Projectnummer: LWV 20.085
Missie: Sleuteltechnologieën
MMIP:  ST2 Biotechnologie en veredeling
Projectleider: Richard Finkers

Met 4 en 6 kopieën (homologen) per chromosoom zijn de auto-tetraploïde aardappel en de auto-hexaploïde chrysant uitdagende gewassen voor kwantitatieve genetica van complexe eigenschappen, zoals opbrengst, resistentie en kwaliteit.

Voor veredeling van dit soort hoog polymorfe en complexe gewassen is het belangrijk om een genoomsequentie te hebben maar vooral ook om de genoomdynamiek en complexiteit te begrijpen, met name omdat veel variatie in eigenschappen ook ontstaat door variatie in kopie aantallen van genen en genregulators. Tot nu toe zijn er geen goede strategieën om tot een assemblage (assembly) te komen van complexe polyploïde genomen. Genoom assemblage software kan tegenwoordig tot op zekere hoogte omgaan met de diversiteit in diploïde genomen, maar er is nog geen methode of software beschikbaar die een complex polyploïd genoom efficiënt kan assembleren.

Binnen dit project willen we een pijplijn implementeren die gebruik maakt van genetische data van een populatie als input om twee tetraploïde aardappel cultivars en twee hexaploïde chrysant cultivars fase (homoloog) specifiek te assembleren. Na assemblage gaan we beide genomen analyseren voor binnen en tussen cultivar variatie, wat ons inzicht gaat geven in populatiedynamica in polyploïde gewassen.

Dit inzicht is uitermate belangrijk omdat dit ons in staat stelt om precies de variatie in aanwezigheid/afwezigheid van regios van het genoom in één of meer van de homologen van een chromosoom in kaart te brengen, of de aanwezigheid van grotere structurele variaties zoals inversies in kaart te brengen.

Een strategie en workflow over hier goed mee om te gaan in een complex gewas is er nog niet maar is wel noodzakelijk om genoomdata voor het ontwikkelen van nieuwe rassen goed te kunnen gebruiken. Dit alles stelt ons in staat om ook voor kwantitatieve eigenschappen gerichter en sneller te veredelen. Door kennis van de genoomdynamiek en de beschikbaarheid van een goede referentiesequentie kan er in polyploïde gewassen gerichter veredeld worden voor kwantitatieve eigenschappen als kwantitatieve ziekteresistentie, droogtetolerantie en zouttolerantie. Hierdoor wordt de teelt van polyploïde gewassen zoals aardappel van chrysant duurzamer.

Website



Terug