Genomica: technologie van populaties tot proteomics



Vergelijkbare documenten
Centre for Biosystems Genomics

Genomics: een doorbraak in de strijd tegen de aardappelziekte?!

Hoe veredel je voor duurzame resistentie in aardappel en de rol van moleculaire merkers?

Masters Onderwerpen Mark W. DAVEY Wannes KEULEMANS

Proteomics. Waarom DNA alleen niet genoeg is

Gentechnologie & moleculaire analysetechnieken Godelieve Gheysen eerste zit

Naar High Throughput DNA data analyse

Agri, Food & Life Science People Plants Possibilities

Debat, ethische aspecten, onderwijs

Bioinformatica en Systeembiologie (BIS)

Veredeling voor inhoudstoffen

Kanker en genetisch testen

Erfelijke ziekten bij rashonden: Hoe los ik dat probleem nou op?

De brede kennisbasis van de Groene Genetica: van onderzoek naar perspectief. Gerco Angenent

Pharmacogenomics: een uitdaging voor de Moleculaire Diagnostiek in de Pathologie

Veiligheid van voeding, chemische producten en medicatie. Twan van den Beucken Department of Toxicogenomics Maastricht University

Better Plants for New Demands. Wie ben ik Duik in BPfND Twee voorbeeldprojecten Basis van BPfND Maximaal aansluiten

Algemene informatie. Het aardappelgenoom

Genomic revolution : betekenis voor

Blauwalgen & genomics

Genes, Molecular Mechanisms and Risk Prediction for Abdominal Aortic Aneurysm

De antwoorden op vragen 1 en 2, 3 en 4, en 5 t/m 8 graag op verschillende vellen schrijven. Vergeet ook niet op de 3 vellen je naam en studentnr.

Hybride aardappel, versnelling van veredeling en vermeerdering

In vitro methoden bij genotoxiciteit L. Verschaeve

Belang maar ook bedreiging van de diversiteit aan rassen en gewassen. De noodzaak van Agrobiodiversiteit. Michel Haring Hoogleraar Plantenfysiologie

6,4. Samenvatting door E woorden 6 december keer beoordeeld. Biologie voor jou

waarin de op dit moment relevante bron data als ook de analyse technieken worden geintegreerd.

Vragen Genetica (Diederik de Bruijn) Omcirkel bij vraag 1 t/m 12 het juiste antwoord. Naam: Studentnummer:

Biologie in het lab van de toekomst

Kennismiddag Ruimte voor de aardappel

Celtesten voor de risicobeoordeling van giftige stoffen in water

Toekomstverkenning genetisch onderzoek: maatschappelijke vraagstukken en screening

Karakterisatie van stammen van de aardappelziekte in Wallonië (2014)

Thesisonderwerpen 2013 LFVB en FTC

Van RTK GPS naar Smart Breeding! Marco Rijstenbil RijkZwaan Breeding B.V.

Paard en Genomisch onderzoek

8,6. Samenvatting door Jasmijn 2032 woorden 9 januari keer beoordeeld. Biologie voor jou. Biologie samenvatting hoofdstuk 4 Genetica

ALGEMEEN. 1. Projecttitel Effectief selecteren voor voerefficiëntie met nieuwe genetische merkers

Deze bijlage is geldig van: tot Vervangt bijlage d.d.:

Tools voor genetische analyse in polyploïde gewassen: een brug tussen aardappels, bloemen en groenten

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation.

Genomica in de melkveehouderij de praktische toepassingen

Protocol DNA onderzoek ras identificatie rund Datum: 5 november 2018

De impact van genomics (toepassing DNAtechnieken)

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation.

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation

Implementatie LIMS binnen afdeling Genetica van het Radboudumc. Ermanno Bosgoed

Groeiende hoeveelheid data. Inleiding Medisch Technische Wetenschappen. Bioinformatica Deel 4. Structuur van een database. Selectie uit NIH-databases

Het mossel mysterie: identiteit, vorm en vestiging

Out of Africa: mtdna en Y chromosoom. Jean-Jacques Cassiman KuLeuven

Nederlandse Samenvatting

1. Welk van de onderstaande DNA sequenties zijn mogelijke herkenning-sites voor restrictie-enzymen? c 5' GAATTC 3' c 5' GGGGCCCC 3' c 5' CTGCAG 3' 5'

Proteomics en toepassingen in het veld van kankeronderzoek. Simone Lemeer Utrecht University

Genomic selection. Spervital Hengstenhouderij Dag februari Mario Calus, Wageningen U & R, Animal Breeding & Genomics

Nederlandse samenvatting

Ontwikkelingen in de moleculaire pathologie. Werkgroep Moleculaire Diagnostiek in de Pathologie. Morfologisch. Functioneel

Essentaksterfte. Ontwikkelingen onderzoek en alternatieven. Jelle Hiemstra. Informatiebijeenkomst Groninger Bomenwacht; Zuidwolde, 18 oktober 2017

Samenvatting

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation

Ambitie: Op naar een Vitale Teelt in 2030

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation.

Citation for published version (APA): Shirzadian, R. (2008). Molecular genetic regulation of developmental leaf longevity Groningen: s.n.

Exploiting natural and induced genetic variation to study hematopoiesis Gerrits, Alice

OPEN VRAGEN. Genetica en Evolutie (5502GEEV9Y) Biologie en Biomedische Wetenschappen. Deeltoets 2

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation.

Veredeling; Moleculair Moet..

Erfelijkheidsleer en populatiegenetica

Gezondheidseffecten van groente Health space model, groente technisch bekeken

UvA-DARE (Digital Academic Repository) Genetic variation in Helicobacter pylori Pan, Z. Link to publication

Vervolgens wordt ook ingegaan op de hypothese dat patronen in fenotypische plasticiteit adaptief kunnen zijn. De eerste vraag was of natuurlijke

R&D-programma Novogen Genen voor betere eieren. Door Dhr. Thierry Burlot, R&D Manager Novogen

c h a p t e r 1 2 Nederlandse inleiding, samenvatting en conclusies

Essentaksterfte in Nederland

Body of Knowledge and Skills (BoKS) van de opleidingen Bio-informatica / /

Het Bintje-PLUS project

Zweten tijdens droogte? Past het landbouwgewas zich aan?

Multi-Omics Analyses of the Molecular Physiology and Biotechnology of Escherichia Coli and Synechocystis sp. PCC6803 O. Borirak

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation.

Bioinformatica tentamen D1 voor 2MNW, 3I, 3PHAR op vrijdag 31 maart 2006 van uur in zaal Q105

Feed4Foodure. Interacties in de darm. darm 30/10/2013. Voeding, darmgezondheid en immuniteit (VDI) Technieken en procedures.

CGM/ Advies: klonering van een synthetische DNA sequentie in Escherichia coli

Faculteit der Wiskunde en Natuurwetenschappen van de Universiteit Leiden &


Hybride aardappelveredeling: Pootaardappelen uit zaad?

Inleiding Epigenetica: DNA is ook niet alles!

Faculteit der Wiskunde en Natuurwetenschappen van de Universiteit Leiden &

Bio-informaticus. EV/2018/037/Plant39. A165 (of A166 - afhankelijk van je diploma) Caritasstraat 39, 9090 Melle

Entomologie in Wageningen onderzoeksthema s

Maintenance Innovatie in de Delta Regio, de strategie van Zuid Nederland tot Gerard Blom & Patrick Essers

Citation for published version (APA): van den Boogaard, M. (2017). Transcriptional control of ion channel genes in arrhythmogenesis

1. Mendeliaanse overerving - koppelingsanalyse

Hoe kijken we naar het DNA van een patiënt?

What to include in an array report?

Assembleren van het DNA van organismen uit miljoenen korte fragmenten

Faculteit der Wiskunde en Natuurwetenschappen van de Universiteit Leiden &

Evolution of Races within Fusarium oxysporum f.sp. Lycopersici B.V. Chellappan

Toepassingen van Biotechnologie in de Agri & Food Sector

Samenvatting SAMENVATTING

2. HOOFDSTUK 1 : Micro-organismen en Microbiologie. 1.2 Micro-organismen als cellen (Editie 10 = 1.2)

Mee-naar-huis-neem boodschappen dec. 2016

Transcriptie:

Aardappel: een wereld gewas Genomica: technologie van populaties tot proteomics Prof. dr. Richard Visser Laboratorium voor Plantenveredeling, Wageningen Universiteit Waarom aardappel? Aardappel is belangrijkste akkerbouwgewas in Nederland en 4de voedselgewas in de wereld Nederland heeft een sterke positie en is wereldmarktleider op gebied van productie en export van pootgoed, frites en chips en aardappelzetmeel producten Hoge graad van technologie in alle sectoren dankzij onderzoek & onderwijs & informatie Export waarde ca 1.7 miljard Euro/jaar (ca 40% van EU) Waarom genomica aan aardappel? Nederland speelt een belangrijke rol op de wereldmarkt van aardappel en andere gewassen uit de familie van de Solanaceae, zoals tomaat, aubergine, peper en paprika Innovatie op veredelingsgebied essentieel vanwege lange duur van rasontwikkeling (15-25 jaar) (Nog) geen aardappel genomica initiatief in andere landen Aantal complexe problemen vragen om grote alternatieve geïntegreerde onderzoeksprojecten ---> Genomica kan een bijdrage leveren Wat is Genomica? Genomica = onderzoek aan het hele genoom niet 1 gen maar liefst alle genen high throughput Structurele genomica Functionele genomica sequentie analyse genetische kartering fysische kartering gen, eiwit en isolatie van genen metaboliet expressie (ests) Wat is Genomica? Aantal begrippen: Phenomics: fenotyperingen van planten (populaties Transcriptomics: expressie van genen Metabolomics: inhoudstoffen karakterisatie Proteomics: eiwitten Bio-informatics: statistische interpretaties, data bestanden managen, software x-omics: environmentomics etc

Genomica kan gat tussen fenotype en genotype helpen dichten Physiology G x E Metabolic pathways Phenotype Proteome Transcriptome Genome Genotype Candidate gene approach Linkage Map QTLs Plant materiaal: Populaties Aantal in principe onbeperkt 3778-16 x RH89-039-16 3704-76 x RH89-039-16 C x E RH94 population; etc Geen mutanten, maar nakomelingen In elke kruising splitsen een groot aantal eigenschappen Extreme fenotypen aanwezig in diploiden Fenotypische variatie binnen een agronomisch relevant spectrum Mutanten en transformanten Eigenschappen splitsen Eigenschappen splitsen Alles splitst en niet alleen schilkleur of knolvorm wil men kunnen volgen

Planten kunnen gefingerprint worden door DNA te isoleren en dat zichtbaar te maken. Elke plant heeft een uniek patroon en kan dus van een andere plant onderscheiden worden Genetische kaarten van aardappel aanwezig Nut van genetische kaarten Linkage Map Positie informatie van DNA Merkers Maakt het karteren van eigenschappen mogelijk Merker gestuurde veredeling mogelijk Positionele clonering mogelijk (van functie naar gen) Ultra dichte genetische kaart van aardappel is aanwezig (> 12.000 merkers) Aanwezige sequenties Ca 80.000 expressed sequence tags (est; cdnas) van verschillende weefsels (blad, knol, stolon) meer sequenties nodig positie van slechts een klein deel van deze ests op de genetische kaart is bekend fysische kaart in de maak (BACs aanwezig) Transcriptomics Gen expressie patronen verkregen met RNA fingerprinting technieken o.a. cdna-aflp, differential display subtractive libraries

10000 8000 6000 4000 2000 0 0 2000 4000 6000 8000 10000 Markers generated with cdna -AFLP cdna micro-arrays: overview test reference labelling (A) printing (B) hybridisation (C) scanning Laser 1 Laser 2 (D) data analysis rood green cdna microarrays Micro-arrays van aardappel beschikbaar 1.000, 5.000 en 10.000 array van TGIR 2.000 dedicated array van PV/PRI nieuwe dedicated arrays Metabolomics Crossing population (in vitro) Isolation of metabolites from individuals of the crossing population and separation using H-NMR

RP-HPLC of differently substituted saponins ELS response (-) 20 25 30 35 40 45 50 Retention time (min) Plant A Plant B Plant C Plant D Plant E Plant F 0 1 2 3 4 + - - - - + + - - - + + + - - - + + - + - - - + + - - - + + Proteomics IEP (4-7) IEP (4-7) Proteomics Trypsin Mw Mw Q-TOF MS/MS Monster 1 vs Monster 2 2D-gel analysis 2D-gel Protein analysis & identification Genomic Map & Transcriptome Map QTL & Metabolomic Map Combined Mapping of metabolite or protein content of the biochemical pathway in the population QTL Metabolite Linking genetic and metabolic networks DNA sequence database Genome Informatics Pathway engineering with designer genes Generate variation in levels of natural products elicitation activation tagging knock-outs natural ecotype or wild species variation DNA marker profiling AFLP SSR Comparative database search/analysis engines Pathway modelling RNA Gene expression profiling DNA microarray cdna-aflp Identify pathway genes homology/structure based expression pattern based Metabolite/proteome HTP metabolic profiling GC/MS LC/MS FTIC MS Studies to verify and understand pathways Regulatory genes

Ontwikkeling van geavanceerde veredelings strategien (in silico veredeling) Zeer grote data sets die beheerd moeten worden en toegankelijk moeten zijn Algoritmen voor herkenning van genen en voorspelling van functies en interacties nodig Keuze van íntelligente experimenten wordt nog belangrijker hiervoor is Bio-informatica en statistiek onontbeerlijk Genomica: Resultaten moleculaire merkers voor belangrijke (kwaliteit) eigenschappen (diagnostiek voor snelle veredeling) overzicht van in wilde soorten aanwezige nuttige eigenschappen en allelen nieuwe producten genen, kennis en patenten nieuwe rassen Aardappel en genomica Twee hoofddoelen: Merkergestuurde veredeling (snelle test op zaailingniveau voor allerlei eigenschappen, specifieke DNA merkers onafhankelijk van ontwikkelingsstadium en milieu) Identificatie en isolatie van genen die coderen voor belangrijke (kwaliteit) eigenschappen via genetische kaartgestuurde klonering en gen- en productexpressie analyse (duurzame productie van grondstoffen voor de industrie; Agrificatie) Aardappel keten bedrijven product wereld-marktaandeel areaal kweekbedrijven aardappelrassen goed (30% EU) pootgoedtelers pootgoed 80% 40.000 ha akkerbouwers zetmeelaardappels 50.000 ha frites en chips 2% 15.000 ha consumptie 80.000 ha industrie frites en chips 16% (jaarlijks ca 10% groei) a-zetmeelproducten 70% totaal 185.000 ha 8 mld kg