Een groot internationaal team met onder andere wetenschappers van Wageningen University, heeft nu het DNA van twee wilde petunia-soorten in kaart gebracht en gepubliceerd in
Nature Plants. En wat blijkt: in het stuk DNA met genen, die betrokken zijn bij bloemkleur en bloemvorm, is veel variatie tussen de twee soorten aanwezig. Je zou het een ‘hot spot’ van genetische diversiteit kunnen noemen, andere delen van het petunia-DNA variëren veel minder sterk.
Petunia’s die in de winkel te koop zijn, zijn over het algemeen nakomelingen van een kruising tussen twee wilde soorten:
Petunia axillaris en
Petunia inflata. De hybride petunia werd, heel toepasselijk,
Petunia hybrida genoemd. Door deze hybrideplanten verder te kruisen en te selecteren ontstonden in de loop van de jaren de vele varianten. In het DNA van
Petunia hybrida werden veel meer genen van de witte
Petunia axillaris gevonden dan van de paarsige
Petunia inflata. De onderzoekers schrijven dat dit te maken kan hebben met de witte bloemkleur van deze soort. De andere bloemkleuren komen waarschijnlijk makkelijker naar voren wanneer je als plantenveredelaar in je kruisingsprogramma’s relatief veel gebruik maakt van de witte soort.
Volgens de onderzoekers is Petunia axillaris via evolutie ontstaan uit een voorouder die sterk leek op Petunia inflata. Het axillaris-type ontstond doordat de plant via een mutatie in een gen niet meer in staat was de paarse kleurstoffen te maken. Min of meer tegelijk werd door evolutie de geur van de bloemen veel sterker. Zo werden de axillaris-planten aantrekkelijk voor motjes, terwijl de ‘originele’ inflata-bloemen juist door bijen bezocht worden.
Artikel in Nature Plants
Het artikel in Nature Plants laat ook zien dat Petunia een goed ‘modelsysteem’ is voor onderzoek aan planten. Ze groeien makkelijk, vormen snel een nieuwe generatie en je kunt eenvoudig mutaties maken en zien, bijvoorbeeld in de bloemen. Ook zit Petunia in dezelfde familie als belangrijke voedselgewassen zoals tomaat en aardappel: de Solanaceae. Omdat de planten aan elkaar verwant zijn, kunnen onderzoekers en plantenveredelaars dankzij het in kaart gebrachte petunia-DNA nog beter onderzoek doen naar de functies van genen in het DNA van tomaat en aardappel.
Ook tomaten
Aan de ontrafeling van het petunia-DNA hebben veel verschillende groepen meegewerkt, elk met hun eigen belangstelling voor petunia’s. Zo heeft de Wageningse groep, de leerstoel Biosystematiek, in het DNA gekeken naar ‘sporen’ van verdubbeling of verdrievoudiging van het gehéle genoom (al het DNA). De onderzoekers vonden inderdaad stukken DNA die daar kenmerkend voor zijn. Zo vonden ze sporen van de DNA-verdrievoudiging die ook in tomaten is gevonden en die bekend staat als specifiek voor de familie van de nachtschaden, de Solanaceae. Door de DNA stukken in petunia te vergelijken met die van tomaat en een plant uit een andere familie, konden de Wageningse onderzoekers iets zeggen over het tijdstip waarop de verdrievoudiging van het DNA plaatsvond: ongeveer 49 miljoen jaar geleden.
MiRNAs
Samen met de groep Plantengenetica van de Radboud Universiteit, Nijmegen, is gekeken naar kleine RNA’s (microRNA’s, miRNA’s) in petunia. MiRNAs zijn betrokken bij het sturen van de activiteit van genen, onder andere tijdens de ontwikkeling van de plant. Er is eerst gekeken welke miRNAs in bloemknoppen zitten en daarna zijn hun genen in het petunia DNA in kaart gebracht. Uit de DNA-bouwsteenvolgordes bleek dat Petunia axillaris en Petunia inflata dezelfde genen voor miRNAs hebben. Deze genen zijn dus al ontstaan vóórdat vanuit Petunia inflata de nieuwere soort Petunia axillara ontstond. Genen die in evolutietermen lang hetzelfde blijven, hebben overeen het algemeen een belangrijke functie.
