National Science Foundation – Where Discoveries Begin

Fact Sheet

December 13, 2000

Dit materiaal is hoofdzakelijk beschikbaar voor archiefdoeleinden. Telefoonnummers of andere contactinformatie zijn mogelijk verouderd; zie de huidige contactinformatie bij mediacontacten.

Arabidopsis thaliana is een onkruid van de mosterdfamilie dat door zijn snelle groeicyclus en kleine formaat een ideaal experimenteel model is voor plantenbiologisch onderzoek. Meer dan 2.500 laboratoria en 8.000 wetenschappers over de hele wereld gebruiken een nieuwe generatie instrumenten om het genoom van deze plant te onderzoeken en processen aan het licht te brengen die alle planten gemeen hebben.

Het proces. Het Arabidopsis Genome Initiative (AGI) ging in 1996 van start en bundelde de inspanningen van internationale teams die al sinds het begin van de jaren negentig bezig waren met het decoderen van deze belangrijke genoomsequentie. Vertegenwoordigers van elk van de grote Arabidopsis-sequentiecentra kwamen in augustus 1996 bijeen bij de National Science Foundation (NSF) in Arlington, VA, om een gezamenlijke aanpak overeen te komen. In de VS is in 1996 een interagency-programma van start gegaan met middelen van de NSF, het Amerikaanse ministerie van Energie en het Amerikaanse ministerie van Landbouw. De Europese Unie, de regering van Frankrijk en de Chiba Prefectural Government in Japan steunen eveneens AGI-onderzoek.

De toekomst. Terwijl de sequentie van het genoom zijn voltooiing naderde, begon NSF aan de volgende fase van het Arabidopsis thaliana-genoomonderzoek. Het nieuwe Project 2010 van NSF heeft tot doel in de komende tien jaar de functies van 25.000 Arabidopsis-genen te bepalen.

De instrumenten en toepassingen. Arabidopsis-onderzoekers gebruiken en hebben een verscheidenheid van instrumenten ontwikkeld, waaronder:

• Synthetische DNA-merkers voor het in kaart brengen van het genoom
• Verzamelingen van nuttige Arabidopsis-mutanten
• Gespecialiseerde technieken voor het transformeren van Arabidopsis-genen
• Bioinformatic hulpmiddelen die gebruik maken van de nieuwste computer- en netwerkmogelijkheden
• Verzamelingen van genetische kaarten

Al deze hulpmiddelen stellen wetenschappers in staat het Arabidopsis genoom systematisch te ontleden, Dit heeft geleid tot de voltooiing van de sequentie, de identificatie van de functies van vele afzonderlijke genen en een beter begrip van het gedrag van planten in het algemeen. Studies van Arabidopsis hebben ons inzicht in ziekteresistentie, wortelontwikkeling en andere belangrijke plantprocessen verbeterd. Omdat dit onderzoek in een zeer snel tempo wordt uitgevoerd, zijn de volgende hoogtepunten zeker niet volledig.

Verbetering van de weerstand tegen ziekten. Bepaalde variëteiten van gewassen zijn resistenter tegen bepaalde virale, bacteriële of schimmelpathogenen dan andere. Ziekteresistentie is een belangrijk doel van de meeste veredelingsprogramma’s, maar de produktie van dergelijke hybriden is tijdrovend in vergelijking met genetische modificatie. Het moleculair klonen van een Arabidopsis-gen voor ziekteresistentie, RPS2 genaamd, heeft aanzienlijk bijgedragen tot ons begrip van de werking van dit gen en soortgelijke genen in economisch belangrijke planten.

Ontdekking van de lichtgevoeligheid. Door Arabidopsis te analyseren, hebben wetenschappers aangetoond dat planten op licht reageren door verschillende ingangssignalen te integreren via een complex genetisch netwerk. Gekloonde genen onthulden de voorheen onontdekte chemische aard van een blauwlichtreceptor in Arabidopsis, wat wijst op het bestaan van een dergelijk mechanisme om fysiologische reacties in hogere planten teweeg te brengen. Dit zou kunnen leiden tot planten die in staat zijn om met minder licht te groeien.

Het creëren van gezondere eetbare oliën. Genen die de synthese van oliën in Arabidopsis sturen, zijn nauw verwant met dergelijke genen in commerciële gewassen. Deze verwantschap wordt benut om planten te produceren met gezondere eetbare oliën. Ongeveer een derde van de calorieën in onze voeding is afkomstig van soja of andere plantaardige oliën. De meeste plantaardige oliën zijn echter niet geschikt als voedingsmiddel, omdat zij sterk meervoudig onverzadigd zijn. Vetzuurgenen van Arabidopsis hebben tegenhangers in sojabonen, canola, en verscheidene andere oliegewassen.

Bouw van biologisch afbreekbare kunststoffen. De Arabidopsis-genoomsequentie kan leiden tot nieuwe biologisch afbreekbare kunststoffen. Wetenschappers hebben genen van de bacterie Alcaligenes eutrophus in Arabidopsis ingebracht, waardoor een biologisch afbreekbaar plastic (polyhydroxybutyraat of PHB) zich ophoopt. Aangezien PHB tot 20% van het drooggewicht van de gemodificeerde plant uitmaakt, zijn verschillende bedrijven programma’s begonnen om dergelijke plasticproducerende gewassen te ontwikkelen.

Groenten en fruit goedkoper en harder maken. Het gas ethyleen beïnvloedt de groei en ontwikkeling van planten. De landbouwindustrie gebruikt het om de rijping van fruit en groenten en de veroudering van bloemen te controleren. Door te verhinderen dat planten ethyleen produceren of erop reageren, zouden wetenschappers gewassen kunnen ontwikkelen die sneller of trager rijpen, zoals gewenst. Een Arabidopsis-gen medieert de biologische effecten van ethyleen, en onderzoekers hebben een mutantvorm geïsoleerd die planten volledig resistent zou kunnen maken tegen het gas. Dit zou de snelheid waarmee vruchten rijpen en bloemen verwelken aanzienlijk kunnen vertragen, waardoor ze langer vers blijven.

Verbetering van de weerstand tegen erosie. Het wortelsysteem van Arabidopsis is een model om te bestuderen hoe deze plantenorganen worden gevormd. Wetenschappers hebben een verscheidenheid van genetische mutaties in Arabidopsis gevonden die de ontwikkeling van de wortels beïnvloeden en bepalen of planten resistent zijn tegen bodemerosie.

Begrijpen hoe planten bloeien. De groei van bloemen begint met de ontwikkeling van vormend plantenweefsel, meristeem genaamd, dat zich kan vertakken om verschillende bloemmeristemen te vormen, elk met een afzonderlijke bloem. Onderzoek bij Arabidopsis heeft aangetoond dat de interactie tussen meristeemgenen de groei van bloemorganen zoals bloemblaadjes, kelkblaadjes en meeldraden dicteert.

-NSF-

Zie ook: Lijst van Arabidopsis-links.

Voor een streaming video over de Arabidopsis-genoomsequentie, zie: http://www.nsf.gov/od/lpa/news/press/00/pr0094.htm
Voor meer informatie over het NSF-project 2010, zie: http://nsf.gov/cgi-bin/getpub?nsf0113

Contactpersonen voor de media
Tom Garritano, NSF, (703) 292-8070, e-mail: [email protected]

De U.S. National Science Foundation stuwt de natie vooruit door fundamenteel onderzoek op alle gebieden van wetenschap en techniek te bevorderen. NSF steunt onderzoek en mensen door faciliteiten, instrumenten en financiering ter beschikking te stellen om hun vindingrijkheid te ondersteunen en de VS als wereldleider op het gebied van onderzoek en innovatie te ondersteunen. Met een budget van 8,5 miljard dollar voor het fiscale jaar 2021 bereiken de NSF-middelen alle 50 staten via subsidies aan bijna 2.000 hogescholen, universiteiten en instellingen. Elk jaar ontvangt NSF meer dan 40.000 concurrerende voorstellen en kent het ongeveer 11.000 nieuwe prijzen toe. Deze prijzen omvatten steun voor onderzoek in samenwerking met de industrie, Arctisch en Antarctisch onderzoek en operaties, en deelname van de VS aan internationale wetenschappelijke inspanningen.

Ontvang nieuwsberichten per e-mail

Breng online contact
NSF-website: nsf.gov
NSF News: nsf.gov/news
Voor nieuwsmedia: nsf.gov/news/newsroom
Statistieken: nsf.gov/statistics/
Awards database: nsf.gov/awardsearch/

Volg ons op social
Twitter: twitter.com/NSF en twitter.com/NSFspox
Facebook: facebook.com/US.NSF />Instagram: instagram.com/nsfgov