Use of fluorescent in situ hybridization techniques for cytogenetic characterization of Araceae somatic hybridization products (PROTOPLASTARACEAE)

Bij kruisingen tussen planten worden niet alleen gewenste genen, maar ook veel ongewenste overgebracht naar het kruisingsproduct. Kunnen we via celfusie kruisingen maken waarbij we slechts een deel van de erfelijke eigenschappen van de ene ouder naar het kruisingsproduct overbrengen? Hoe moeten we dan het geheel van erfelijke eigenschappen van deze ouder, de 'donor', fragmenteren? Kunnen we deze dan fusioneren met de 'volledige' ouder, de 'acceptor'? En hoe moeten we uit gefusioneerde cellen volledige planten regenereren? Het doel van dit project is de verschillende stappen in de ontwikkeling van deze zogenaamde 'asymmetrische somatische hybriden' na te gaan en het hele proces op te volgen m.b.v. chromosoomkleuringstechnieken. Als typegewas worden Araceae gebruikt, een plantenfamilie met een hoog regeneratief potentieel en een beperkt aantal chromosomen.

Wij gebruiken verschillende genotypes Spathiphyllum, Anthurium en Zantedeschia als bron voor protoplasten. Voorafgaand aan de ontwikkeling van hybriden bepalen we als referentie, via karyotypering, de chromosomale constitutie van de testplanten. Voor de fusie hanteren we zowel een chemische (polyethyleenglycol-gemediëerde fusie) als elektrische benadering (elektroporatie). Voor fragmentatiedoeleinden focussen we op de ontwikkeling van microprotoplasten die niet alle chromosomen van de donor bezitten. In de fase van de in vitro regeneratie van protoplasten testen we diverse parameters: genotype, explantaat, fusie-omstandigheden ed. We passen cytogenetische kleuringstechnieken toe om de samenstelling van fusieproducten op te helderen.

 

Dit onderzoeksproject heeft een fundamenteel wetenschappelijk doel. We ontwikkelen nieuwe technologie voor asymmetrische somatische fusie. We breiden het kennisveld uit inzake fragmentatie, fusie, en regeneratie en we evalueren in welke mate er praktijktoepassingen zijn in uiteenlopende veredelingsprogramma's. Heel relevant is ook de ontwikkeling van screeningstechnologie in deze modelgewassen. Chromosomale kleuringen kunnen een belangrijke tool vormen om dergelijke innovatieve hybriden te karakteriseren en zo het proces te 'sturen'. Veredeling van Araceae zelf botst op talloze kruisingsbarrières, waardoor vele interessante genen niet overdraagbaar zijn (bv. resistentie tegen Erwinia en kleuren bij Zantedeschia, kleur en bloemvorm bij Anthurium,…). Deze technologie kan een alternatief bieden voor falende interspecifieke sexuele kruisingen binnen de familie. Op termijn ontstaat hier een alternatieve veredelingstechniek.