Van Nico van Hove en Niek Spronsen. Begeleider: Dhr. Van Piekeren

Van Nico van Hove en Niek Spronsen. Begeleider: Dhr. Van Piekeren

Inhoudsopgave: Uitleg begrippen Inleiding Plan van aanpak Werkwijze Het onderzoek De resultaten Conclusie/discussie

Uitleg begrippen, termen en meer. Wat is een plant? : Definitie die in het Van Dale staat: Elk van stengel en bladeren voorzien gewas dat zijn voedsel uit de aarde trekt Eigen definitie: Een organisme die meerdere functies heeft en voor meerdere doelen kan worden gebruikt. Er zijn veel verschillende planten, dit komt door het grote aantal combinaties van fenotype en genotype. Door die grote combinaties die gemaakt kunnen worden zijn er veel verschillende planten op aarde. De één geeft vruchten, en de ander niet. De een heeft een paarse stam en de andere een bruine en ga zo maar door. Meestal heeft een plant wortels in de grond en neemt daaruit zijn voedsel. Met dat voedsel kan de plant functioneren en bijvoorbeeld bloemen maken. Bloemen zijn erg belangrijk voor het overleven van planten. Via de bloemen worden uiteindelijk zaadjes gemaakt die voor nakomelingen zorgen. De plant is ook erg belangrijk voor de mens, het zorgt ervoor dat CO² uit de lucht word gehaald en word omgezet in onder andere O². Dat gebeurt door middel van fotosynthese. De bladeren van planten zijn bedoeld om zonlicht op te vangen. In de cellen van de bladeren zitten chloroplasten die ervoor zorgen dat fotosynthese plaatsvindt. Wat betekend fenotype? : Fenotype is een samenstelling van het genotype (van het organisme in kwestie) + invloeden van de omgeving waar het organisme zich bevindt (het milieu). Het fenotype is het totaal van alle waarneembare eigenschappen (kenmerken) van een organisme. Het genotype (die dus mede bepaald met het milieu wat het fenotype is) is in de biologie de verzameling eigenschappen van het individu die is geërfd van beide ouders. Het milieu waar de persoon zich bevindt is de omgeving en de invloeden die de omgeving afgeeft. Wat betekent monohybride en dihybride kruisingen? : Kruising is voortplanting van twee individuen met ongelijk genotype. Bij een monohybride kruising wordt slechts gelet op de overerving van één eigenschap. Hierbij is één genenpaar betrokken. Bij een dihybride kruising wordt gelet op de overerving van twee erfelijke eigenschappen.

Wat betekent homozygoot en heterozygoot? : Homozygoot betekent dat een bepaalde eigenschap wordt bepaald door twee dezelfde genen, waarvan één afkomstig is van de vader en één van de moeder. Heterozygoot betekent dat een bepaalde eigenschap wordt bepaald door twee verschillende genen, waarvan één afkomstig is van de moeder en één van de vader. Wat zijn genen? : Deeltje in een cel van je lichaam met een specifieke erfelijke eigenschap. Een gedeelte van het chromosoom met gecodeerde informatie voor één erfelijke eigenschap. Een DNA fragment dat de genetische informatie bevat die meestal overeenkomt met de informatie om een eiwit te maken. Wat is veredelen?: Plantenveredeling richt zich op het veranderen van het erfelijk materiaal van planten en omvat het totaal van de inspanningen dat erop gericht is dat voor de bodemproductie steeds betere rassen beschikbaar komen. Plantenveredeling kan je onder twee categorieën verdelen; het kweken van nieuwe rassen en het bestuderen van middelen waardoor het kweken vooruitgaat.

Inleiding Toen we te horen kregen dat alle 5 havo leerlingen een profielwerkstuk moesten inleveren, zijn we gaan nadenken wat we nou eigenlijk zouden kunnen doen. We wilden graag iets met biologie doen en kwamen daardoor ook al snel op het idee om iets met planten te doen. Het probleem was alleen dat we niet precies wisten wat we van de planten moesten onderzoeken, aangezien er zo veel verschillende onderwerpen zijn op het gebied van plantengroei. Gelukkig kwam meneer Van Piekeren met een oplossing. Hij kwam met een boekje aanzetten over de Wisconsin Fast Plant. Dit is een plant die zich zeer snel ontwikkeld en daardoor goed te onderzoeken is. Dus wij hebben informatie op gezocht en vervolgens een afspraak gemaakt met meneer van Piekeren over hoe we het gaan aanpakken. Hij heeft ons een hele set-up laten zien en vertelde ons nog wat meer over het type zaden dat hij ons meegaf. Ook gaf hij ons nog een paar goede sites, waar we veel over ons onderzoek zouden kunnen vinden. De Wisconsin Fast Plant is een plant die familie is van broccoli en kool. Een professor in Amerika heeft de plant voor 30 jaar gekweekt waardoor het een Fast Plant is geworden. De plant heeft maar weinig voeding, water en licht nodig om te groeien. De Wisconsin Fast Plant geeft al aan dat de plant een erg snelle levenscyclus heeft waardoor het goed geschikt is voor veredeling. Wij wilden onderzoeken of het fenotype van de plant veranderd als we homozygote planten laten kruisen. Het fenotype van de planten die we hebben gekregen is: niet-paarse stam met fel gele/donkergroene bladeren. Als we de zaden van de homozygote planten kruisen, dan is de kans groot dat we een plant krijgen die juist heterozygoot is voor het gen van een paarse stam krijgt en misschien ook wel andere soorten bladeren. Dit is dus eigenlijk wat we willen onderzoeken en hierbij hebben we de volgende deelvragen gemaakt: Zijn deze nieuwe planten heterozygoot of homozygoot voor het fenotype wat er bij de tweede generatie ontstaat? Wat is de ratio van het fenotype dat hierbij hoort? Welk fenotype komt het meest voor? En zijn de planten dominant voor deze eigenschap? Zijn de planten van de 2 e generatie zaad zuiver. (Kunnen de zaden worden gebruikt voor verdere experimenten). Als er meer van het ene fenotype ontstaat dan het andere, hoe komt dat dan?

Plan van aanpak: We spreken met meneer Van Piekeren af hoe we de planten gaan planten en verzorgen, dus op welke dagen en hoe het allemaal gaat gebeuren. Uit de zaden die wij hebben gekregen gaan wij een zuivere soort kweken. Van deze zuivere soort houden we de gegevens bij en zorgen dat de plant voldoende voedsel heeft. Vervolgens gaan we de zaden winnen van de volgroeide plant. Als we de zaden eenmaal hebben verkregen gaan we de zaden van de eerste generatie met elkaar kruisen. Vervolgens begeleiden we de plant weer zoals voorheen met het groeiproces. Uit deze kruising zullen weer planten opgroeien met verschillende genotypen. Vervolgens zullen we hieruit conclusies trekken en die uitwerken in ons verslag. Uit deze planten zullen we de zaden ook weer winnen, zodat ze later weer gebruikt kunnen worden voor andere proeven. Tot slot maken we met de verkregen informatie een presentatie.

Werkwijze De eerste dag begonnen we met overleggen met onze begeleider meneer van piekeren. Hij gaf ons tips over hoe we de zaden het beste konden planten en hoe we ze het beste konden instaleren in de groeistimulatoren. We begonnen met het planten van de zaden van de Wisconsin Fast Plants (non purple stem) op 10/11/2011. We hadden bakjes gekregen, met elk vier kleinere bakjes van ongeveer twee bij twee centimeter. Onder de bakjes zitten gaatjes, waar we absorptiepapier moesten plaatsen. Toen we dat hadden gedaan deden we in elk kleiner balkje tot bijna aan de top aarde, de aarde bleef dus vochtig omdat het papier het water door stuurde naar de aarde. Daarna hadden we in elk kleiner bakje twee zaden en één kunstmest balletje gedaan. Toen we de zaden hadden geplant hadden we ze op twee waterbakken gedaan met daarop een vochtige doek die het water van de bak aan de plant moest geven zodat die niet uitdroog tijdens ons experiment. Die bakjes met zaden plus de waterbakken deden we daarna in een soort groeibak met licht dat continue scheen op de planten. De voorkant van de groeibak kon je afsluiten met een handdoek. Kruising afbeelding

Daarna hebben we regelmatige (ongeveer om de week) de planten gecontroleerd, of alles wel goed ging en eventueel water toegevoegd. We hebben toen ook foto s gemaakt van de planten om ook visueel bij te houden hoe ze groeiden en wat er aan de planten verandereden. Na een week of twee kwamen we er opeens achter dat sommige planten een ander fenotype hadden dan dat er op de label stond van de Wisconsin Fast Plants. Op de label stond er dat het F2 Non-Purple Stem Yellow-Green Leaf zouden worden. Dat wil zeggen dat de planten geen paarse stam zouden horen te krijgen met geel/groene bladeren. Maar tot onze verbazing waren er dus sommige planten die wel een paarse stam hadden paars/groene bladeren. Na ongeveer drie weken waren de planten aan het bloeien. Meneer van piekeren waarschuwden ons dat we snel de planten elkaar moesten bestuiven. Dit ging als volgt: We kregen een loep, waar we het stuifmeel goed mee konden zien. Daarna moesten we de stampers met stuifmeel bestuiven waardoor de planten zaden konden gaan produceren. Nadat de zaden waren uitgekomen en de planten waren volgroeid tot volwassen planten, was de tijd om de planten onderling te laten bestuiven. Hierbij hebben we onder het zicht van een loep de meeldraden van de ene plant tegen de stempel van de stamper van de andere plant gehouden en met een wattenstaafje nog wat stuifmeel van de meeldraden van de ene plant op de andere plant aangebracht.

Omdat alle zaden toch niet gelijk waren (sommige hadden toch een paarse stam of rood/paarse bladeren) hebben we de planten die het meest op elkaar leken met elkaar gekruist. De planten die wel waren zoals op de label beschreven was hebben wij natuurlijk ook met elkaar laten kruizen. Na een week waren er kleine peul vruchten aangekomen waarin de zaden zich bevonden. Toen de planten eenmaal grotere peulvruchten hadden geproduceerd, moesten we ze afknippen en te drogen leggen, zodat de peulvruchten zouden knappen en we de zaden konden verzamelen. In januari hebben wij de gewonnen zaden opnieuw geplant. Wij hebben de zaden met dezelfde fenotype bij elkaar gedaan.

Verwachtingen De zaden waarmee wij werken zijn F2 homozygoot non purple stem met geel/groene bladeren. Wij verwachten dat de planten die eruit komen dus ook homozygoot zijn zonder paarse stam of paarse bladeren. De zaden zijn homozygoot volgens de beschrijving van de verpakking van de zaden. We nemen voor een paarse stam R nemen en voor een niet paarse stam r. Als we homozygote zaden hebben wil dat dus zeggen dat ze allebei het genotype van rr hebben. Als we dit uitwerken in een kruisingstabel, dan zou daaruit volgen dat de kans 100% is dat daar een plant ontstaat met ook een homozygoot genotype voor rr. Hieruit volgt dus dat we kunnen concluderen dat ze dus ook een niet paarse stam zullen hebben. Mocht dit wel het geval zijn dan is waarschijnlijk een van de zaden toch niet homozygoot voor deze eigenschap.

Het onderzoek We willen onderzoeken of het fenotype verandert door de zaden van de Wisconsin Fast Plants met elkaar te kruisen. Hiervoor moeten we eerst uit een aantal zaden een paar planten kweken. Deze planten zijn dan de basisgroep. Het is heel belangrijk dat onze basisgroep lukt. We moeten er dus voor zorgen dat de zaden die we dan planten lukken anders kunnen wij niet vedergaan met ons PWS. Als deze planten volgroeit zijn kunnen we de planten met hetzelfde fenotype kruisen, door ze met elkaar te laten bevruchten. Als de bevruchting dan is gelukt en wij de zaden hebben, planten wij ze opnieuw voor de tweede groep. Daaruit moet dus blijken of het fenotype verandert. Hieruit kunnen we weer afleiden welke factoren dominant zijn, want als je bijvoorbeeld twee groene planten kruisen met een heel licht paars tintje en er ontstaat dan in de tweede generatie een plant die helemaal paarse bladeren heeft, dan kun je aannemen dat het paarse tintje een dominante factor heeft, want dat is wat in de tweede generatie planten tot uiting komt.

Resultaten 1 ste generatie We hebben al de eerste generatie succesvol geplant en de zaden weer geoogst. Maar zoals al eerder was gezegd kwamen we er na de eerste of tweede week erachter dat niet alle plantjes waren zoals ze op de label van de zaadjes waren beschreven. Sommige hadden toch een paarse stam met paars groene bladeren, sommige waren zelfs een mix tussen paars en groen en er waren ook planten die klopten met de beschrijving want die waren niet-paars stam met geel/groene bladeren. Als we de zaden succesvol oogsten van de planten dan kunnen we die gebruiken na de kerstvakantie om de 2 de generatie te planten en om onze vragen te beantwoorden.

Resultaat 2 de generatie Bij de 2 de generatie is er maar één plant volgroeid. De plant kwam van het zaad met het fenotype groene stam met groene bladeren. Uit dat zaad is een plant gekomen met dezelfde fenotype. De zaden met het paarse fenotypen hebben het niet gehaald.

Conclusie Onze hoofdvraag was dus of er bij twee planten van hetzelfde fenotype één plant zou ontstaan met een ander fenotype. In het begin waren er al wat obstakels. De zaden die wij hadden gekregen zouden een niet paars fenotype moeten hebben en sommige hadden dat toch wel. Dat hadden we opgelost door de planten met hetzelfde fenotype met elkaar te kruizen. Met de zaden die wij gewonnen hadden van deze kruising kregen wij 3 groepen zaden. Twee daarvan hadden een paars fenotype en één had een groen fenotype. Na het planten van de gekruiste zaden hebben wij gewacht totdat de planten volgroeid waren. Uit de gekruiste zaden was maar één plant gegroeid. De plant had een groene stam met geel/groene bladeren, deze plant was ontstaan uit het zaad van de plant met groen fenotype. Wij kunnen nu dus zeggen dat als je twee planten die homozygoot waren met hetzelfde fenotype (groene stam en geel/groene bladeren) kruist en het zaad weer plant dat je dan ook een plant krijgt met hetzelfde fenotype. Ook kunnen wij nu concluderen dat zaden die gewonnen zijn uit planten met een paarse stam niet vruchtbaar zijn. Want van de 10 gekruiste zaden met het paarse fenotype is er geen één volgroeid.