Tholen - Esther van der Knaap, hoogleraar aan de faculteit Plant Biology van de University of Georgia, is een tijdreiziger, ook al reist ze niet letterlijk terug in de tijd. Samen met haar team onderzoekt ze de voorgangers van de tomaten die we kennen en telen om erachter te komen welke genen verantwoordelijk zijn voor hun grootte en vorm. Met deze fundamentele kennis kunnen telers verbeterde rassen creëren die resistent zijn tegen ziektes, maar wel de grootte en vorm hebben die consumenten verwachten.
Esther van der Knaap (achterste rij rechts) met haar team. Foto: Van der Knaap Lab
De tomaat heeft een lange weg afgelegd van de originele, wilde soort naar de gecultiveerde tomaten zoals we die nu kennen. Die weg was geplaveid met selectie. De mensheid heeft altijd fruit, groenten, granen en andere gewassen geselecteerd waar we van kunnen profiteren en die een betere opbrengst hebben.
Als voorbeeld wijst Esther op wilde tomaten, van oorsprong uitkruisers. In de loop van de geschiedenis hebben mensen geselecteerd op inwendige stempels in de bloemen, om zelfbestuiving te vergemakkelijken.
Ziektebestendigheid
Dat selectieproces heeft echter niet geleid tot uitsluitend wenselijke eigenschappen. "Voor een hogere opbrengst geef je soms bepaalde kwaliteiten op. Wat vaak verloren ging tijdens de vroege selectie was ziekteresistentie," legt Esther uit. Heirloom-tomaten hebben vrijwel geen weerstand tegen veelvoorkomende plagen die het gewas aantasten, terwijl ze wel lekker smaken. "Het is relatief eenvoudig om die ziektebestendige genen weer terug in de plant te stoppen."
Volgens Esther proberen plantenveredelaars voortdurend rassen te verbeteren voor meer ziekteresistentie en andere kwaliteitskenmerken, zoals smaak. Kennis over de genen die verantwoordelijk zijn voor de grootte en de vorm van de vrucht helpt veredelaars veel, waardoor ze een voorsprong hebben in het proces en ervoor zorgen dat de tomaat verkoopbaar blijft. Als de tomaat te klein is, zal hij gewoon niet verkopen. "Al in de eerste terugkruising kunnen veredelaars alle grote allelen selecteren om relatief snel alleen de zaailingen te kweken die daadwerkelijk beoordeeld kunnen worden op eigenschappen die veel moeilijker te beoordelen zijn, zoals uiterlijk, glans, roodheid of andere teelteigenschappen."
Domesticatie van tomaten, van wilde voorouders tot gekweekte soorten. Foto: Van der Knaap Lab
Hoger vruchtgewicht
Een van de grootste verschillen tussen wilde en geteelde tomaten is het vruchtgewicht. De wilde soort, Solanum pimpinellifolium, weegt ongeveer 1 gram. De gecultiveerde tomaten wegen minstens 100 gram - sommige soorten, zoals vleestomaten, kunnen tot wel 200-400 gram wegen. Dat is een enorme toename in grootte. Esthers onderzoek richt zich op de genen die onderweg gemuteerd zijn om die toename in grootte te creëren.
"De drie genen die we de afgelopen jaren hebben gekloond, dragen elk in grote mate bij aan de variatie in gewicht. Maar als je die genen neemt en ze terugkruist in een wilde soort, dan neemt de vruchtgrootte toe van 1 tot 2 gram, dus we zijn op zoek naar de ontbrekende genetische componenten, want 2 gram is nog ver verwijderd van 100 gram."
Kennis is macht
Het lokaliseren van die genen gebeurt echter niet van de ene op de andere dag. "Je bent nooit klaar," zegt Esther. Met al het werk van het kweken van proefgewassen en het identificeren van het gen dat verantwoordelijk is voor het veranderen van de vruchtgrootte, schat ze in dat het nog minstens 3 of 4 jaar zal duren om een kandidaatgen te hebben. "In totaal kan het zes jaar duren - dat is niet ongebruikelijk voor de ontdekking van slechts één gen."
Jonge tomatenplanten in de kas. Foto: Van der Knaap Lab
Hoewel veredelingsbedrijven profiteren van het fundamentele werk dat Esther en haar team doen, werkt ze niet direct met die bedrijven samen. Al haar financiering komt van de federale overheid, via de National Science Foundation en het Amerikaanse Ministerie van Landbouw. "Ik heb eerst de sector benaderd, maar ik geef er de voorkeur aan om onafhankelijk te zijn, omdat financiering door de sector kan betekenen dat ik rassen zou moeten testen en andere dingen voor het bedrijf zou moeten doen. Wat ik echt leuk vind, is de ontdekking van iets wat ik nooit had verwacht: een nieuw gen en een nieuwe functie."
Maar dat betekent niet dat wat Esther en haar team doen, geen grote voordelen biedt voor telers. "Ik bied kennis, kennis die een veredelaar kan gebruiken en waar een teler baat bij heeft. En als de teler profiteert, profiteert iedereen."
Voor meer informatie:
Van der Knaap Lab
vanderknaaplab.uga.edu