Het ontsluiten van de genetische basis van Mendels erwtenkenmerken verbetert de gewasverbetering en ziekteresistentie, wat de wereldwijde voedselzekerheid ten goede komt.
Een recente studie in Nature heeft eindelijk de genetische factoren geïdentificeerd achter alle zeven kenmerken die Gregor Mendel bestudeerde in erwtenplanten, waarmee een 160 jaar oude puzzel is voltooid. Mendels experimenten in de jaren 1860 legden de basis voor de genetica en onthulden hoe kenmerken worden overgeërfd. Hij observeerde voorspelbare patronen in kenmerken zoals zaadvorm en bloemkleur, maar de specifieke genen die verantwoordelijk waren, bleven meer dan een eeuw ongrijpbaar.
Onderzoekers gebruikten next-generation sequencing om het DNA van meer dan 697 erwtenplantvarianten te analyseren. Deze enorme dataset, equivalent aan bijna 14 miljard pagina's tekst, stelde hen in staat een uitgebreide genetische kaart te maken. De analyse onthulde een complexere populatiestructuur binnen het Pisum-geslacht dan eerder bekend was.
De studie identificeerde nieuwe allelische varianten voor eerder gekarakteriseerde kenmerken zoals zaadvorm en bloemkleur. Er werd bijvoorbeeld een nieuwe variant gevonden die paarse bloemen kon herstellen in planten met witte bloemen. Het team identificeerde ook de genen die verantwoordelijk zijn voor de kleur van de peul, de vorm van de peul en de bloempositie, kenmerken die voorheen niet waren gekarakteriseerd.
Concreet vonden ze dat een deletie in de buurt van het ChlG-gen de chlorofylsynthese verstoort, waardoor gele peulen ontstaan. Veranderingen in de buurt van het MYB-gen en in CLE-peptide-coderende genen resulteerden in vernauwde peulen. Een deletie in het CIK-achtige-coreceptor-kinase-gen, samen met een modificator-locus, werd geassocieerd met bloemen die aan het einde van de stengel verschenen.
Deze gedetailleerde genetische kaart onthulde ook 72 andere agrarisch relevante kenmerken. Deze omvatten de architecturen van het zaad, de peul, de bloem, het blad, de wortel en de plant. Deze schat aan informatie biedt grote belofte voor het verbeteren van de gewasopbrengst, het verhogen van de ziekteresistentie en het verbeteren van de aanpassing aan het milieu.
Door de genetische basis van Mendels kenmerken te identificeren en nieuwe genetische interacties te ontdekken, biedt dit onderzoek waardevolle hulpmiddelen voor gewasverbetering. Dit kan leiden tot veerkrachtigere en productievere gewassen, wat de landbouw en de voedselzekerheid wereldwijd ten goede komt.