Glas

Achtergrond

De tomaat kwam toen de dinosaurus verdween

Meer dan driehonderd onderzoekers van over de gehele wereld hebben de genen van de tomaat in kaart gebracht. Dit geeft inzicht in de historie van de huidige tomaat en biedt tegelijk mogelijkheden voor preciezere veredelingstechnieken.

Mogelijk hebben het ontstaan van de tomaat en het uitsterven van de dinosaurus eenzelfde oorzaak. Tussen 50 en 90 miljoen jaar geleden gingen de nachtschadeachtigen, waartoe de tomaat behoort, opeens het eigen erfelijk materiaal verdrievoudigen. Niet toevallig valt dit in dezelfde periode als toen de dinosaurus uitstierf, zo’n 60 miljoen jaar geleden.
Het onderzoek naar de genetische oorsprong van de tomaat heeft een enorme stap gezet met het in kaart brengen van het erfelijk materiaal. Het Tomato Genome Consortium, een wereldwijd samenwerkingsverband van wetenschappers op het gebied van plantengenetica, heeft vorig jaar in het wetenschappelijk tijdschrift Nature de genenkaart van de tomaat gepubliceerd. ­Nederlandse onderzoekers van het Centre for BioSystems Genomics, biotechnologiebedrijf Keygene, onderzoeksinstituut Plant Research International en ­Wageningen Universiteit hebben een belangrijke bijdrage geleverd aan het onderzoek. René Klein Lankhorst van Wageningen Universiteit zegt dat de Nederlandse inbreng vooral van belang is geweest bij het basis­onderzoek, waarbij al het erfelijk materiaal (DNA) van de tomaat is ontrafeld en in de goede volgorde is gelegd.

Voordeel van overtollig DNA

Aan de hand van de op die manier verkregen DNA-­volgorde zijn analyses gemaakt over de oorsprong van de huidige tomaat. Die oorsprong ligt 50 tot 90 miljoen jaar achter ons. Onderzoeker René Klein Lankhorst van Wageningen Universiteit legt uit dat planten onder extreme omstandigheden – zoals de inslag van een meteoriet, die de aarde voor langere tijd verduistert – zichzelf kunnen beschermen door hun erfelijk materiaal te vermenigvuldigen. In dit geval gebeurde dat door het DNA te verdrievoudigen. “De planten hadden daardoor wel een extra ballast van erfelijk materiaal. Maar dat nadeel had ook een voordeel, want ze konden als het ware met het overtollig DNA gaan experimenteren. En daardoor zijn eigenschappen ontstaan die we nu nog steeds kennen in de tomaat: een opvallende kleur, een hoog suikergehalte en de afwezigheid van gifstoffen.”

Reden daarvoor was mogelijk dat de planten zich het best konden handhaven als de zaden zich ver­spreidden via dieren die de vrucht aten. “Daarvoor moest de vrucht echter wel herkenbaar zijn en smakelijk.”
Het merendeel van het miljoenen jaren geleden toe­gevoegde DNA is inmiddels al lang weer verdwenen uit
het genoom van de tomaat.

Zaailing snel beoordelen

De gebruikte techniek voor het ontrafelen van het genoom ontwikkelt zich razendsnel. “We kunnen nu 100.000 keer sneller werken dan in 2003.” De beschikbaarheid van het tomatengenoom geeft veredelaars nieuwe mogelijkheden. Door de beschikbare genenkaart is veel preciezer bekend waar welke eigenschappen liggen. Die genen worden aan beide zijden gemarkeerd door zogenoemde SNP’s, stukjes DNA die kenmerkend zijn voor de genen die ertussen liggen. Bij de veredeling kan aan de hand van die SNP’s al heel snel van een zaailing worden bepaald of daarin de eigenschap aanwezig is waarmee een veredelaar verder wil werken.

Die techniek is al langer beschikbaar, maar met de kennis uit het Tomato Genome Consortium wordt het mogelijk nog preciezer te kijken naar specifieke eigenschappen. Ook maakt de nieuwe kennis het makkelijker te zoeken naar genen waarvan de eigenschappen niet precies bekend zijn. “Bijvoorbeeld de genen die verantwoordelijk zijn voor de resistentie tegen ziekten. Hoewel we niet van alle genen precies weten tegen welke ziekte ze werken, weten we wel ongeveer hoe ze eruitzien en waar we ze moeten zoeken”, zegt René Klein ­Lankhorst.

In 500 jaar weinig veranderd

De tomaat is zo’n 500 jaar geleden door de Spanjaarden naar Europa gehaald. Toen was het een vruchtje met de omvang van de huidige cherrytomaat. In genetische aanleg verschilt de tomaat van toen nauwelijks van de huidige gecultiveerde tomaat, zo blijkt uit het onderzoek. “Het verschil is maar 0,6 procent”, zegt Klein Lankhorst. “Dat hebben we in vijf eeuwen met veredelingstechnieken teweeg­gebracht. Ik denk dat door kennis en technieken die we nu hebben, het verschil sneller groter kan worden.”

Of registreer je om te kunnen reageren.