Appels met rood vruchtvlees en andere nieuwe fruitvariëteiten liggen binnenkort misschien bij u in de buurt in de supermarkt, dankzij nieuwe veredelingstechnieken die DNA-mutaties nabootsen die in de natuur voorkomen, aldus wetenschappers van Plant & Food Research (PFR) in Nieuw-Zeeland.
Met deze technieken kunnen we het uiterlijk, het gevoel, de smaak en de voedingswaarde van groenten en fruit gemakkelijk manipuleren om snel producten van hogere kwaliteit te maken.
De meeste voedingsstoffen en vitamines in producten als appels en aardappelen, bijvoorbeeld, zitten in kleurstoffen, of pigmenten, die in de schil geconcentreerd zijn. Maar door het manipuleren van een familie eiwitten, “MYB-transcriptiefactoren” genaamd, die andere genen “aan of uit” zetten, kunnen wetenschappers deze gezonde verbindingen in de hele vrucht produceren, inclusief het vruchtvlees.
Dit kan worden gedaan met behulp van genbewerkingstechnieken zoals CRISPR/Cas9, waarmee wetenschappers in wezen DNA-code kunnen “kopiëren en plakken”.
In een artikel dat is gepubliceerd in het tijdschrift Trends in Plant Science hebben onderzoekers Andrew Allan en Richard Espley van PFR onderzoek gedaan naar MYB’s, die worden geassocieerd met de ontwikkeling van biologische signalering en pigmentatie in planten.
“Studies hebben aangetoond dat pigmenten zoals anthocyanen en carotenoïden gezondheids- en voedingsvoordelen bieden,” zei Allan in een verklaring. “Veranderingen in belangrijke MYB-transcriptiefactoren zouden het kleurloze vruchtvlees van bepaalde vruchten kunnen veranderen in vruchtvlees met kleur. “
Naast het beïnvloeden van de kleur, zijn MYB’s ook betrokken bij smaak en aroma, evenals de textuur van het vruchtvlees en de vorming van haar op de huid.
Het fokken van nieuwe categorieën fruit en groenten met een verbeterd uiterlijk, smaak, textuur en bewaarmogelijkheden, naast andere wenselijke eigenschappen, zou de consumptie van meer plantaardige producten kunnen aanmoedigen, wat de volksgezondheid ten goede zou komen, aldus de onderzoekers.
Hoewel veredeling op basis van kleur en smaak een zeer oude techniek is, is veredeling met markers gericht op MYB’s pas een tiental jaar geleden op gang gekomen. Bovendien vindt het manipuleren van MYB’s met genbewerking pas sinds minder dan vijf jaar plaats, vertelde Allan aan Newseek.
Levensmiddelen zoals rode en witte druiven, bloedsinaasappels en paarse rijst danken allemaal hun unieke onderscheidende kenmerken aan natuurlijke variaties in MYB’s. Maar de nieuwe technieken versnellen in wezen dit natuurlijke proces.
“Wachten op het ontstaan van een natuurlijke variant in een MYB – als gevolg van zonlicht of veranderingen tijdens het kruisen van de ene plant met de andere – duurt vele jaren,” aldus Allan. “Dit gebeurt – DNA verandert op natuurlijke wijze met de tijd. Maar gen-editing kan een verandering teweegbrengen direct naast een MYB (naast zijn DNA-sequentie) om de activiteit ervan te versterken, of direct in de MYB-sequentie (om de activiteit ervan te verminderen).”
“Deze nieuwe veredelingstechnieken maken het mogelijk nieuwe plantenvariëteiten te maken die de consument meer keuze zullen geven,” zei Allan. “Veel van deze variëteiten zullen een meetbare verhoging van de voedingswaarde hebben. Verhoging van de opbrengst is mogelijk, wat helpt in gebieden waar een voedseltekort heerst. Met nieuwe veredelingsmethoden kunnen planten sneller worden aangepast aan veranderende klimatologische omstandigheden.”
Andere nieuwe veredelingsmethoden kunnen om verschillende redenen nuttig zijn. Een methode die “snelle veredeling” wordt genoemd, kan bijvoorbeeld gewassen verschillende malen sneller laten groeien dan traditionele methoden, wat zou kunnen helpen om de snel groeiende wereldbevolking te voeden.
Het proces dat wordt beschreven in het tijdschrift Nature Plants helpt planten om sneller te groeien door ze onder een speciaal lichtsysteem te zetten dat is verbeterd voor fotosynthese.