Introductie

Op dinsdag 3 september vond de MeetUp Future Crops plaats. Tijdens deze Meetup is ingezoomd op de nieuwste ontwikkelingen in het creëren van genetische variatie en het gebruik van big data in de selectie. Lees hieronder een kort verslag.


Verslag MeetUp Future Crops

Op dinsdag 3 september vond de eerste TKI Innovation Meetup plaats. De Innovation Meetups zijn een nieuwe serie netwerkbijeenkomsten die door de TKI worden georganiseerd rond een actueel en relevant thema binnen de topsector Tuinbouw & Uitgangsmaterialen. De eerste editie was gewijd aan twee nieuwe wetenschappelijke en technologische ontwikkelingen die de toekomst van de plantenveredeling bepalen: gerichte recombinatie, en het gebruik van big data. 

Doorbraak in gerichte recombinatie bij planten
Over het eerste onderwerp gaf Prof. Avi Levy van het gerenommeerde Weizmann Institute of Science, Israël, een exclusieve lezing. Recombinatie is een proces waarbij stukken DNA worden uitgewisseld tussen twee exemplaren van hetzelfde chromosoom. Dit proces vindt plaats tijdens de meiose (waarbij geslachtcellen worden geproduceerd). Dit is een random proces. Hoe vaak er recombinatie of crossing over plaatsvindt varieert bovendien op verschillende plekken van het chromosoom: op sommige plekken komen makkelijk recombinaties tot stand, op andere plekken bijna nooit. Wanneer er in een gebied met weinig tot geen crossing over een gewenste eigenschap (zoals een resistentie) en een ongewenste eigenschap (zoals bittere smaak) dicht bij elkaar liggen, is het nagenoeg onmogelijk om alleen de gewenste eigenschap in te kruisen (‘linkage drag’). Veredelaars zouden graag mogelijkheden hebben om genen precies en gericht uit te wisselen tussen twee planten. Met name in gebieden waar nauwelijks of geen uitwisseling van DNA plaatsvindt zou dat uitkomst bieden voor het inkruisen van bepaalde eigenschappen. Tot voor kort was het nog, ondanks tientallen jaren onderzoek, nog nooit gelukt om deze ‘heilige graal’ te bereiken. Prof. Levy is er echter enkele jaren geleden in geslaagd om heel gericht en precies bepaalde chromosoomfragmenten uit te wisselen tussen verschillende tomatenplanten. Deze opzienbarende doorbraak heeft hij verrassend genoeg niet bereikt in meiotisch delende cellen (de geslachtscellen), maar met gewone somatische cellen in jonge kiemplanten. Dit werk is in 2017 gepubliceerd in de wetenschappelijke literatuur. In zijn lezing toonde Prof. Levy resultaten van nog niet gepubliceerde vervolgexperimenten in Arabidopsis en tomaat. Hierin liet hij o.a. zien dat gerichte recombinaties die tot stand zijn gebracht in somatische cellen, goed en stabiel overerfbaar zijn via zaad naar de volgende generaties. De lezing van prof. Levy werd gevolgd door een korte discussie met een expert panel en met het publiek over de praktische toepasbaarheid van zijn vondsten in de plantenveredeling. 

Big data: lessen vanuit de veefokkerij 
Over het tweede onderwerp, het gebruik van big data, was Prof. Roel Veerkamp bereid gevonden om inzichten en perspectieven te delen. Prof. Veerkamp is buitengewoon hoogleraar numerieke genetica en genomica aan de leerstoelgroep Fokkerij en Genomica van Wageningen Universiteit. In de plantenveredeling komen nu grote hoeveelheden data op zowel genotype- als fenotype-niveau beschikbaar. In de dierveredeling is deze ontwikkeling al veel langer aan de gang. Uit de jarenlange ervaring in de dierveredeling is genomische selectie ontstaan, een methode waarbij genomische data worden gebruikt om met name op kwantitatieve eigenschappen te veredelen. Prof. Veerkamp liet zien waar deze data-gedrevenheid van de dierveredeling vandaan komt, en wat faal- en succesfactoren zijn. De meest kritische factor die volgens Prof. Veerkamp succes bepalen, is de menselijke factor: lukt het om datawetenschappers en domeinspecialisten (zoals klassieke veredelaars) dezelfde taal te laten spreken en samen te laten werken? Daarnaast benadrukte hij het belang van het delen van data tussen boeren en veredelaars, en het beschikbaar maken van data voor alle belanghebbenden. Op deze beide onderwerpen richtte zich ook de paneldiscussie en discussie met de zaal. 

Netwerken in inspirerende omgeving
Naast het inhoudelijke programma was er veel gelegenheid om te netwerken, bij de inlooplunch, tijdens de pauze en bij de borrel. Dit informele programma werd minstens zo gewaardeerd als de wetenschappelijke lezingen. Ook de locatie, het World Horti Center in Naaldwijk, werd hoog gewaardeerd door de deelnemers. Tijdens de inlooplunch werd een rondleiding door het gebouw aangeboden, en van dit aanbod werd grif gebruik gemaakt. 


Key questions voor de meetup

  • Welke mogelijkheden zien zaadbedrijven om gerichte recombinatie toe te passen in hun veredelingsprogramma's? Welke resultaten zal dit dan opleveren?
  • Welke barrieres staan praktische toepassing nog in de weg? Wat is ervoor nodig om die barrieres weg te nemen?
  • Wat kunnen plantenveredelaars leren van hoe de dierveredelaars omgaan met big data, op zowel genotype- als fenotype-niveau?


 

Keynote Speaker

Prof. Avi Levy (Weizmann Institute of Science, Israel)
Prof. Avi Levy (Weizmann)

Prof.  Avraham Levy is een alom befaamd onderzoeker in de plantengenetica. Hij is professor genetica bij de Plantenwetenschappen afdeling van het Weizmann Institute of Science, Israël. Daar leidt hij een groep van ongeveer 12 onderzoekers die werken aan diverse aspecten van de evolutie van plantgenomen. Zijn pionierswerk aan dubbelstrengs DNA-breukherstel heeft geleid tot een doorbraak in gestuurde recombinatie in gewassen. Dit werk is gepubliceerd in Nature Communications en heeft geleid tot octrooiaanvragen.

Professor Levy is decaan van de faculteit biochemie van het Weizmann Institute en is voorzitter van de raad van hoogleraren. Ook bekleedt hij de Gilbert de Bottom leerstoelgroep van plantenwetenschappen. Prof. Levy is winnaar van de Landau Prijs van Mifal Hapais (2016) en hij is ontvanger van een ERC beurs voor het gericht aanpassen van plantengenomen. Daarnaast is hij voorzitter van de wetenschappelijke raad van Evogene Ltd. en is hij voorzitter geweest van de Genetic Society of Israel. 

Voor zijn aanstelling bij het Weizmann Institute in 1992 heeft hij postdoctoraal onderzoek verricht bij Stanford University and bij INRA, Versailles, Frankrijk. Professor Levy heeft BSc en MSc diploma’s van de landbouwfaculteit van de Hebrew University of Jerusalem. Zijn PhD in plantengenetica verkreeg hij aan het Weizmann Institute.