PhD Cichorei: Creatie van CENH3 haploïd inducer lijnen en transcriptoomstudie van CMS stabiliteit in Cichorium intybus

Onze referentie: EV/2019/020/Plant

Situering van het project

Industriële cichorei (Cichorium intybus) wordt voornamelijk geteeld omwille van zijn productie van inuline in de wortel. Dit fructosepolymeer wordt vooral in de voedingsindustrie toegepast als oplosbare prebiotische voedingsvezel. De inuline-opbrengst per ha, vooral bepaald door het wortelgewicht, is de belangrijkste parameter in de cichoreiveredeling.

De meeste moderne cichoreicultivars zijn synthetische rassen, samengesteld uit meerdere ouderplanten. Deze hebben een hoge inulineproductie, maar zijn genetisch niet homogeen. Testkruisingen tussen homozygote ouders wijzen op het potentieel van F1 hybriden om de inulineproductie verder te verhogen. Om F1 hybriden te ontwikkelen dient de veredelaar te beschikken over 2 tools: (i) een protocol om homozygote ouderplanten te ontwikkelen en (ii) een systeem om zelfbestuiving van deze homozygoten te vermijden, zodat het geoogste zaad 100% hybride is.

Voor de ontwikkeling van homozygote ouderplanten worden typisch haploïden geregenereerd via in vitro cultuur van microsporen, pollen of ovules of via bestuiving met verwante planten gecombineerd met embryo rescue. Voor cichorei is deze laatste techniek in vorig onderzoek het meest efficiënt gebleken. In absolute termen is de efficiëntie echter heel laag (minder dan 20 haploïden na bestuiving van bijna 3000 bloeiwijzen) en als dusdanig niet geschikt voor commerciële toepassingen. De reden voor deze lage efficiëntie is de aanwezigheid van een aantal pre- en postzygotische kruisingsbarrières tussen cichorei en Cicerbita alpina, de soort die voor bestuiving gebruikt wordt. Uit eigen onderzoek en beschikbare literatuur zijn aanwijzingen terug te vinden dat het haploïd inducerend effect van deze kruising berust op verschillende CENH3 genen, die coderen voor een op de centromeren bindend histon dat een belangrijke rol speelt bij de segregatie van chromosomen tijdens de celdeling. De minder efficiënte segregatie van de chromosomen van een van beide chromosoomsets (de haploid inducer) als gevolg van een afwijkend CENH3 zou ertoe leiden dat in de dochtercellen slechts de chromosoomset van de andere ouder weerhouden wordt, waardoor ze haploïd zijn.

In cichorei is op natuurlijke wijze cytoplasmatische mannelijke steriliteit (CMS) ingekruist, die zelfbestuiving van de CMS ouder verhindert. Dit kan dus gebruikt worden om de vorming van 100% hybride zaad op deze ouder te garanderen, waardoor de opbrengst voor de teler maximaal blijft. Uit voorafgaande testen blijkt dit CMS systeem echter hittelabiel te zijn en vormen sommige CMS planten fertiel pollen 13-17 dagen na een warmteshock.

Het eerste doel van dit project is via CRISPR/Cas verschillende CENH3 mutanten te maken bij Cichorium intybus en hun potentieel als haploïd inducer (HI) te screenen door ze te kruisen met bestaande cultivars of genotypen. Op die manier wordt een kruising gemaakt tussen 2 verschillende CENH3 types binnen Cichorium intybus zonder risico op de voor interspecifieke kruisingen typische kruisingsbarrières.

Het tweede doel van dit project is via studie van het transcriptoom meer inzicht te verkrijgen in de moleculaire achtergrond van CMS bij Cichorium intybus. In eerste instantie zal de genexpressie
bij normale bloemknopontwikkeling van CMS en wild-type planten vergeleken worden. In tweede instantie zal de invloed van een gecontroleerde warmteshock op genexpressie bij CMS planten in kaart gebracht worden. In beide gevallen zal het transcriptoom hiervoor vergeleken worden met het genoom van cichorei; de annotatie hiervan wordt binnen afzienbare tijd afgerond.

Dit project zal uitgevoerd worden in samenwerking met een industriële partner.

Jouw functie

Je bent verantwoordelijk voor de uitvoering en uitwerking van het onderzoeksluik in het project.
In nauw overleg met de onderzoekers op ILVO en de industriële partner stel je onderzoeksplannen op, voer je analyses en onderzoek uit in het laboratorium, serre en proefveld, en zorg je voor de verwerking van de resultaten en het schrijven van wetenschappelijke publicaties. Het onderzoek wordt volledig uitgevoerd aan het ILVO (Eenheid Plant).

Je komt terecht in een enthousiast team van onderzoekers, waarin de ILVO waarden positief, proactief, professioneel, voorbeeldfunctie en samenwerken voorop staan.

De job is afwisselend, uitdagend en maatschappelijk relevant. Je wordt tewerkgesteld als doctoraatsbursaal (4 jaar) in een jonge en dynamische onderzoeksomgeving met veel mogelijkheden voor eigen ontwikkeling en training.

Je competentie profiel

We zijn op zoek naar een gemotiveerde collega die:

  • houder is van een universitair diploma (Master) in bio-ingenieurswetenschappen,
    (bio)wetenschappen, biomedische wetenschappen, of gelijkwaardige opleiding, met
    tenminste de vermelding 'onderscheiding' of gelijkwaardig.
    Studenten in het laatste jaar van deze opleidingen kunnen eveneens solliciteren. Eventuele
    aanwerving gebeurt dan uiteraard onder voorbehoud van het behalen van het diploma en
    kan pas starten hierna.
  • voldoet aan de generieke voorwaarden voor het uitvoeren van een PhD

Daarnaast beschik je over volgende persoonsgebonden competenties

  • Je neemt graag initiatief en bent creatief, enthousiast en ambitieus
  • Je werkt graag resultaatgericht
  • Je hebt een hands-on mentaliteit
  • Je beschikt over sterke communicatieve vaardigheden en legt vlot contact o.a. met andere onderzoeksgroepen en de sector
  • Je beschikt over sterke organisatorische en coördinerende vaardigheden
  • Je hebt een vlotte pen
  • Biotechnologische achtergrond is een plus

Ons aanbod

  • De doctoraatsbeurs wordt initieel verleend voor 1 jaar en is mits gunstige evaluatie verlengbaar tot 4 jaar.
  • De beurs is vrij van personenbelasting, maar draagt wel bij aan uw sociale zekerheid (bv. pensioen). Het netto beursbedrag bedraagt 2.240,55 netto (2.577,42 bruto) voor de eerste 2 jaar. Voor de laatste 2 jaar is dat 2.323,66 netto (2.673,02 bruto).
  • Start: najaar 2019

Voor meer informatie contacteer

Dr. ir. Tom Eeckhaut, tom.eeckhaut@ilvo.vlaanderen.be, T 09 272 28 60 of
ir. Joost Baert, joost.baert@ilvo.vlaanderen.be, T 09 272 28 51

Wijze van kandidaatstelling

Deadline voor het indienen van je kandidatuur is uiterlijk maandag 15 juli 2019.

Geïnteresseerde kandidaten sturen per email een motivatiebrief en CV (met een kopie diploma en
puntenlijst; of ingeval van laatstejaars puntenlijst van voorgaande jaar) met vermelding in het
onderwerp van de mail kandidaat PhD - Cichorei naar:
Dr.ir. Kristiaan Van Laecke, Afdelingshoofd Plant via kristiaan.vanlaecke@ilvo.vlaanderen.be

Doctoraatsbursaal Cichorei