Hoe Chinese kool en witte kool op elkaar gingen lijken

Witte kool en Chinese kool hebben veel gemeen: beide kolen hebben om elkaar gevouwen bladeren. Opmerkelijk is echter dat deze twee gewassen van twee verschillende Brassica soorten afstammen, die ook nog eens in twee verschillende werelddelen door telers gebruikt en gedomesticeerd werden. Onderzoekers van Wageningen UR laten in hun publicatie in Nature Genetics zien hoe het komt dat zowel in Europa als in Azië allerlei verschillende koolgewassen konden ontstaan, die soms ook nog eens op elkaar lijken.

Europa versus Azië
Kool, koolrabi en bloemkool zijn alle familie van elkaar en eeuwen geleden door Europese telers gedomesticeerd vanuit de wilde plantensoort Brassica oleracea. In Azië zijn vanuit een heel andere soort, Brassica rapa, gelijk ogende gewassen zoals Chinese kool, paksoi en meiraap ontstaan. Onderzoekers van Wageningen UR, hebben samen met onderzoekers van verschillende Chinese partners opgehelderd hoe het mogelijk is dat uit deze twee Brassica-soorten op twee verschillende plekken in de wereld zo veel verschillende, soms sterk op elkaar lijkende gewassen zijn ontstaan.

Convergente domesticatie
De meeste gewassen zijn op één bepaalde plek in de wereld ontstaan en vervolgens via handel en kolonisatie over de wereld verspreid. Recent onderzoek van Colin Khoury liet zien dat 70 procent van de gewassen die wij dagelijks eten oorspronkelijk uit het buitenland komt. Het domesticeren van een gewas is een langdurig en ingewikkeld proces. En toch zijn er uit het verleden zeldzame voorbeelden van wat convergente domesticatie wordt genoemd, waarbij er door domesticatie onafhankelijk van elkaar, dus op verschillende plekken en op verschillende momenten, eenzelfde type gewas is ontstaan. Volgens Guusje Bonnema, veredelingsonderzoeker van Wageningen UR en één van de auteurs van het artikel in Nature Genetics, zijn de koolgewassen die we in Europa en Azië kennen daar een mooi voorbeeld van. Bonnema: "Kennelijk waren de twee wilde koolsoorten allebei relatief makkelijk te domesticeren, soms ook nog eens tot op elkaar lijkende gewassen, zoals sluitkool en knollen. Zo komen er in Europa én de Azië kooltypes voor die voor hun eetbare bloemen zijn ontwikkeld."

Genoom triplicatie
Brassica-soorten leenden zich waarschijnlijk zo goed voor domesticatie en veredeling vanwege de drievoudige vorm waarin de genomen voorkomen: grote stukken DNA, en dus ook veel genen, zijn drie keer in het genoom aanwezig. Zestien miljoen jaar geleden is deze triplicatie ontstaan in de voorouder van de Brassica-soorten. Deze zogenoemde paraloge genen zorgen ervoor dat in de nakomelingen van kruisingen ook variaties van genen kunnen worden geselecteerd, zonder dat essentiële functies verloren gaan, omdat die nog steeds uitgevoerd worden door de paraloge genen.
Bonnema: "Een goed bewaarbare kool is mooi gesloten. Daartoe moeten de bladeren om elkaar vouwen. Doordat er drie kopieën van een bepaald gen aanwezig zijn, kan bijvoorbeeld één kopie een mutatie krijgen waardoor het blad gaat vouwen terwijl de andere kopieën oorspronkelijke functie behouden. Wanneer je dit vergelijkt met andere soorten zonder recente genoomduplicatie zie je dat deze soorten veel minder variaties laten zien. Een mutatie in een gen zal minder snel geselecteerd worden en vervolgens weer verdwijnen."

Perfecte kool telen
Dit onderzoek is het eerste bewijs dat dat triplicatie van het genoom de mogelijkheden vergrootte voor diversiteit en convergente domesticatie van de twee Brassica-soorten. "Het geeft een fantastisch inzicht in hoe domesticatie werkt en creëert mogelijkheden voor het domesticeren van nieuwe gewassen," zegt Bonnema. Daarnaast geeft het nog meer inzicht in hoe de onderliggende genen werken, waardoor het voor veredelaars mogelijk wordt om het perfecte kool ras te veredelen.
"Wanneer je weet welk gen zorgt voor een breder of groter blad en welk gen ervoor zorgt dat de binnenste bladeren naar binnen vouwen kun je daar specifiek op selecteren," aldus Bonnema.

Bron: Wageningen UR