Onderzoek

Trips resistentie TTI-GG

Pagina-navigatie:

Overzicht

Wijzig Onderzoekgegevens

Titel	Trips resistentie TTI-GG
Looptijd	05 / 2008 - 05 / 2012
Status	Lopend
Dissertatie	Ja
Onderzoeknummer	OND1336056

Samenvatting

Doel
Pyrethrum wordt al meer dan honderd jaar gebruikt als bron van een breedwerkend botanisch insecticide. Door de bestudering van resistentiemechanismen en de isolatie van de relevante genen in pyrethrum verwachten we veel inzicht te verwerven in de wijze waarop deze plant zich chemisch verweert tegen insecten en hoe we dit kunnen toepassen in andere gewassen.

Werkwijze
Californische trips (Frankliniella occidentalis) en de geassocieerde TSWV virustransmissie vormt wereldwijd een van de grootste plaag-ziekte problemen in de tuinbouw . Dit komt door de veranderende teeltpraktijken van bloemen en groentes in de richting van schaalvergroting, automatisering, (semi) gesloten teelten. De enige duurzame oplossing is de introductie van genetische resistentie in gewassen. Dergelijke gewassen zullen heel concurrerend zijn in de internationale markten en dit project zal de kennis genereren om dergelijke gewassen te ontwikkelen.
Het doel is de biochemische en genetische basis van bestaande resistentie tegen trips en TSWV transmissie in gecultiveerde en wilde chrysant (pyrethrum) te karakteriseren. Hiertoe analyseren we de biosynthese route die leidt naar zowel hoge jasmonaat als hoge pyrethrine productie in plantenweefsel rond het ovarium. Jasmonaat is een universeel wondhormoon dat resistentie tegen insecten induceert door de regulatie van een breed palet aan resistentiegenen. Een jasmon alcohol en een terpeen chrysanthemylzuur vormen de twee substraten die via een esterificatiestap leiden tot de synthese van pyrethrines, het meest effectieve botanisch insecticide dat we kennen. Dit project ontwikkelt dus kennis rond het meest generieke en het meest potente insect regulerende middel van planten dat er is. Het project richt zich op thrips en virustransmissie resistentie, maar de principes zullen generieke, duurzame oplossingen bieden voor veel andere insect-plant problemen.
In dit project wordt eerst de resistentie in het brongewas pyrethrum en het doelgewas chrysant en paprika onderzocht. De bedrijven stellen hiervoor geschikt materiaal (splitsende populaties) ter beschikking die vervolgens chemisch geanalyseerd worden voor een correlatie met de resistentie tegen trips. Vervolgens wordt een cDNA bank van pyrethrum gesequenced van materiaal dat verrijkt is voor cellen die betrokken zijn bij de biosynthese van pyrethrines. Op grond daarvan worden kandidaat genen geselecteerd die verder gekarakteriseerd worden op transcriptie en enzymatisch niveau. Recombinante genen worden tot expressie gebracht in microorganismen om de enzymern direct te karakteriseren. Constructen worden gemaakt voor knock down en overexpressie van deze genen in pyrethrum zelf en in chrysant en paprika. Transgene planten worden chemisch geanalyseerd en bioassays worden uitgevoerd om het effect van de expressie van de genen te beoordelen.

In 2009 zal vooral gewerkt worden aan de bioinformatica analyse van de GS FLX resultaten. Op grond daarvan zullen kandidaatgenen aangewezen worden die betrokken zijn in de diverse stappen van de biosynthese van pyrethrines. Constructen zullen gemaakt worden om de genen te karakteriseren in planten en in vitro.

Resultaten
- Verwacht over de volledige looptijd van het project: >10 artikelen; >2 patenten: >2 vervolgprojecten; >6 congresbijdragen
- Expertise ontwikkeling: Terpeen en jasmonaat biosynthese route, ethologie en ecologie van insecten op resistente planten
- Vaardigheden: metabolomics analyses, NMR analyses

Publicaties bij dit project zijn beschikbaar via deze Link

Samenvatting (EN)

Description:
Western flower thrips (Frankliniella occidentalis) and the associated TSWV transmission represent one of the largest single pest and disease problems in horticulture worldwide. This is due to the changing cultivation practices of ornamental and vegetable crops towards large scale, automated, (semi)closed cultivation. The only durable solution is the introduction of genetic resistance into crops. Such crops will be very competitive in the international markets, and this project will generate the tools to develop such crops.

Research objectives:
We aim to characterize the biochemical and genetic basis of existing resistance to thrips and TSWV transmission in cultivated and wild chrysanthemum (pyrethrum). For this we elucidate the pathway leading to both high jasmonate and pyrethrin production in plant tissue surrounding the seeds. Jasmonate is a universal wound hormone inducing resistance to insects in all plants based on the induction of many different defence genes. Pyrethrins take jasmonate as a substrate to form the most potent organic insecticide known today. Thus, this project is developing knowledge around both the most generic and the most potent botanical insect control agents known to date. The project focuses on the control of thrips and virus transmission, but the resulting principles will offer generic, durable solutions also for many other pest-plant problems.

Results and products:
Insect resistance is a very valuable economic trait as has been demonstrated by the application of Bt toxin crops such as cotton and maize. In the future new principles will be needed to further control the diversity of insects which attack agricultural crops.
The project is only in its first year now. Good progress has been made in several areas and both publications and patents are in preparation.

Betrokken organisaties

Penvoerder	Laboratorium voor Entomologie (WUR)
Financier	Directie Agrokennis (EL&I)

Betrokken personen

Promotor	Prof.dr.ir H.J. Bouwmeester
Promotor	Prof.dr. M. Dicke
Promotor	Dr.ir. M.A. Jongsma
Promovendus	T. Yang

Bovenliggende onderzoeksactiviteit(en)

Programma	KB-04-004 Omics en bionanotechnologie

Classificatie

A21000	Landbouw en tuinbouw
D22500	Plantkunde