Kolen van dezelfde soort hebben opvallend veel variatie in DNA. - Foto: Johan Bucher
Hoewel bloemkool en spitkool tot dezelfde soort behoren, verschillen ze genetisch gezien meer van elkaar dan een mens en een chimpansee. Dat inzicht in de genetica van Brassica’s zou op termijn bijvoorbeeld kunnen leiden tot minder temperatuurgevoelige bloemkoolrassen.
De variaties tussen bloemkool, broccoli, spruitjes, rode kool, witte kool, koolrabi en spitskool zijn groot. Toch zijn ze allemaal variaties van dezelfde soort, namelijk Brassica oleracea. En de variatie gaat verder dan het uiterlijk. Ook de inhoudsstoffen (zoals vitamines en antioxidanten) of de weerbaarheid tegen droogte, koude en ziekten verschillen. Hoe is zo’n grote vormenrijkdom binnen één soort te verklaren?
Internationale samenwerking voor DNA-analyse Brassica‘s
Onderzoekers van Wageningen University & Research en de Chinese Academy of Agricultural Sciences Beijing hebben de DNA-volgorde van 23 verschillende koolgewassen bepaald en geanalyseerd. “We hebben een zogenaamd pan-genoom geconstrueerd: dat is het overzicht van alle verschillende genen binnen de koolgewassen”, vertelt Guusje Bonnema, veredelingsonderzoeker bij Wageningen University & Research.
Dat leidde tot zeer verrassende resultaten: “Slechts een derde van de genen is aanwezig in alle koolgewassen. En de helft van al die de genen komt maar in een deel van de gewassen voor en is afwezig in de rest.”
Springende genen in Brassica‘s
Een opmerkelijk detail is dat meer dan de helft van het genoom bestaat uit transposons. Dat zijn kleine stukjes DNA die ‘rondspringen’ in het genoom. Ze kunnen dus op allerlei verschillende plekken voorkomen en worden ook wel ‘springende genen’ genoemd. Bij de mensen hebben ze een slechte naam omdat ze de oorzaak zijn van ziekten zoals hemofilie. Bij planten zijn ze een belangrijke bron van natuurlijke variatie.
“We hebben ontdekt dat die transposons vaak de activiteit van nabijgelegen genen regelen. Ze vergroten of verkleinen hun activiteit. Voorheen gingen we bij de vraag ‘wat maakt de bloemkool tot bloemkool’ op zoek naar de bepalende genen voor die specifieke vorm: een compact bloemgestel dat niet uitgroeit. Nu weten we dat je niet alleen de genen in beeld moet hebben, maar zeker ook de bediening daarvan. De transposons dus. Ze zijn de aan/uit-knoppen en de dimmers van de genen waarbij ze in de buurt liggen.”
Doorbraak in inzicht belangrijk voor veredeling
Dat er nu een pan-genoom beschikbaar is, maakt het mogelijk om de transposons en andere structuurvariaties te categoriseren. “Ze zetten de genen harder of zachter aan. En dan niet alleen de genen die de specifieke vormen van de verschillende kolen bepalen. Ook de genen die resistenties bepalen of de voedingswaarde. En de weerbaarheid tegen klimaatomstandigheden. Bloemkool bijvoorbeeld is erg gevoelig voor temperatuur. Als je begrijpt hoe het proces gaat, kun je gemakkelijker sturen en tot rassen komen die minder temperatuurgevoelig zijn”, zegt Bonnema.
Beheer
WP Admin
Bewerk bericht