To date, the gene bank had to make do with data on the origin of the material and the characteristics of the plants observed by researchers. The information that this partnership will generate paves the way to a ‘gene bank 2.0’. “This project has huge potential,” says Theo van Hintum of the Centre for Genetic Resources, the Netherlands (CGN). “We have been given access to a real treasure trove. Imagine if research on a variety of lettuce – or an entirely different plant – reveals that certain genes improve resistance to drought or a particular disease. We will then be able to look for lettuce varieties in our database that have very similar genes and predict which will be the best lettuce for breeding, without having to test them in the field. This is a revolutionary breakthrough!”

CGN’s lettuce collection is recognised as being the best and biggest in the world. The collection consists of 2401 samples representing all cultivated lettuce types and the most important wild species.

Sustainability

Predicting the possible characteristics of varieties could have revolutionary consequences for plant breeding. Because it will become much more efficient to identify the characteristics of material obtained from the gene bank (the aforementioned treasure trove), it will be much easier to modify varieties to resist new stress factors.
This will also have far-reaching consequences for the breeding process. The database can be used to develop DNA markers that can be used in the laboratory to identify the genes in a particular plant. This will allow plant breeders to select for characteristics such as resistance to disease in collections of thousands of seedlings, without actually having to cultivate and study the mature plants. Stronger varieties with better resistance will help to reduce the use of pesticides and so contribute to a more sustainable agricultural sector.

I expect breeders will be begging to get their hands on this information!
Theo van Hintum

Huge amount of data

All the information collected by the researchers will eventually be made available to the world. “It is a huge job involving a huge amount of data and has never been done before to this scale,” says Van Hintum. “A similar project was conducted on rice, but because rice has a smaller genome, it involved a much smaller quantity of data. We aim to unravel the DNA of all our lettuce samples by 2020.”

Tot nu toe moet de genenbank het doen met gegevens over de herkomst van het materiaal en de eigenschappen die zijn waargenomen. Maar door de informatie die door de samenwerking beschikbaar komt, is een ‘genenbank 2.0’ mogelijk. Theo van Hintum van het Centrum voor Genetische Bronnen, Nederland: “Dit biedt waanzinnige mogelijkheden. Wij krijgen nu de sleutel tot de schatkist. Stel je voor dat onderzoek aan sla of een heel andere plant laat zien dat bepaalde genen belangrijk zijn voor weerstand tegen droogte of een bepaalde ziekte. Dan kunnen we in onze database op zoek naar sla-types die genen hebben die er sprekend op lijken. Zo kunnen we zónder dat we de sla op het veld hebben onderzocht voorspellen welke sla-types het beste gebruikt kunnen worden voor de veredeling. Dit is een revolutie!”

Het CGN heeft een slacollectie die als beste en grootste ter wereld bekend staat. De collectie bestaat uit 2401 monsters en vertegenwoordigt alle gewastypen van sla en de belangrijkste wilde verwanten.

Duurzaamheid

Het voorspellen van de mogelijke eigenschappen zou dus revolutionaire gevolgen voor de plantenveredeling kunnen hebben. Dankzij het veel efficiënter herkennen van eigenschappen in genenbank materiaal (de schatkist) kunnen rassen veel beter en gemakkelijker aangepast worden aan nieuwe stress-factoren.
Voor het veredelingsproces heeft het ook verstrekkende gevolgen. Met de database kunnen zogenaamde  DNA-merkers ontwikkeld worden. Dat zijn een soort ‘vlaggetjes’ waarmee op het laboratorium onderzocht kan worden welke genen er in een plantje zitten. Zo kan door veredelaars tussen duizenden kiemplantjes geselecteerd worden op eigenschappen, zoals bijvoorbeeld resistenties tegen ziektes, zonder dat planten opgekweekt en onderzocht hoeven te worden. Beter resistente en sterkere rassen helpen bij het verminderen van het gebruik van bestrijdingsmiddelen en dragen zo bij aan een duurzamere landbouw. “Ik verwacht dat veredelaars hier kwijlend voor de deur zullen staan”, grapt van Hintum.

Ik verwacht dat veredelaars hier kwijlend voor de deur zullen staan
Theo van Hintum

Megaveel data

Al de informatie die verzameld wordt, wordt op termijn voor het publiek toegankelijk. Van Hintum: “Het is een megaklus met megaveel data. Op deze schaal is het nog nooit eerder gedaan. Wel met rijst maar omdat het genoom van rijst kleiner is, gaat het om minder data. In 2020 moet het DNA van alle slamonsters in kaart zijn gebracht.”