Verschillende vormen van veredeling
Afgelopen maand kwam de Europese Commissie met een nieuw voorstel voor de regulering omtrent genetische modificatie van gewassen. Hierin stellen ze voor om gewassen veredeld met behulp van nieuwe genetische technieken niet als genetische gemodificeerd te classificeren. Maar wat voor vormen van veredeling zijn er allemaal? Hier licht ik de vier uit.
Tijdens het veredelen van gewassen selecteert de teler op gewenste eigenschappen, zoals een goede opbrengst, resistentie tegen zieketen, of betere bestandheid tegen droogte. Dat de ene plant een bepaalde eigenschap wel heeft en de andere niet is het gevolg van verschil in genetische informatie. Een hele nieuwe eigenschap ontstaat doordat er een verandering plaats vindt in de genetische informatie.
Bij klassieke veredeling is de verandering in de genetische informatie het gevolg van kopieer foutjes of schade aan het DNA. Lang niet alle veranderingen resulteren in veranderde eigenschappen, maar soms wel. Zo ontstaat er variatie in een populatie. Iets waar telers handig gebruik van maken bij het ontwikkelen van nieuwe gewassen. Hierbij kruisen ze een plant met bijvoorbeeld ziekteresistentie met een plant die een hoge opbrengst heeft, om zo een gewas te krijgen dat beide heeft. Helaas is het ontstaan van nieuwe eigenschappen op deze manier een traag en willekeurig proces.
Gen editing is een nieuw stuk gereedschap in de gereedschapskist van de veredelaar
In de jaren dertig van de vorige eeuw ontdekten wetenschappers dat je het tempo waarin nieuwe eigenschappen zich voordoen kan versnellen. Door planten te bestralen of te behandelen zagen ze meer nieuwe eigenschappen. Het aantal veranderingen in het DNA van de plant ging omhoog. Het op deze manier verkrijgen van nieuwe gewassen noemen we mutatie veredeling. Het ontstaan van nieuwe eigenschappen gaat sneller, maar de veredelaar heeft geen controle over welke nieuwe eigenschappen er ontstaan.
Daar kwam verandering in begin jaren tachtig van de vorige eeuw. Toen ontwikkelde onderzoekers de mogelijkheid om vreemd DNA toe te voegen aan het DNA van een plant. Dit gaf telers de mogelijkheid om specifieke eigenschappen toe te voegen, zoals bijvoorbeeld resistentie tegen bepaalde insecten. Het verkrijgen van nieuwe gewassen met deze techniek noemen we genetische modificatie. Hierbij introduceren we stukken DNA van een organisme in een ander organisme. Het voordeel voor de teler is dat hij controle heeft over welke nieuwe eigenschap er ontstaat. De teler heeft alleen geen controle waar in het genoom het nieuwe DNA terecht komt.
Met de nieuwe genetische technieken of gen editing, zoals CRISPR-Cas, hebben telers wel controle over waar het DNA veranderd. Met gen editing kunnen telers specifieke genen wijzigen in het organisme zelf, dus zonder vreemd DNA te introduceren. Op deze manier hebben telers zowel controle over de eigenschap die ze veranderen, als waar in de genetische informatie de verandering plaats vindt. Het nadeel hiervan ten opzichte van de klassieke veredeling is dat bekend moet zijn welk gen verantwoordelijk is voor de gewenste eigenschap.
Gen editing lijkt dus in z’n uitkomst veel meer op klassieke veredeling en mutatie veredeling dan op klassieke genetische modificatie. Elk van de hierboven besproken technieken hebben hun voordelen en nadelen. Gen editing is dan ook niet de heilige graal, maar slechts een nieuw stuk gereedschap in de gereedschapskist van de veredelaar.
Literatuur
Bevan, M., Flavell, R. & Chilton, MD. A chimaeric antibiotic resistance gene as a selectable marker for plant cell transformation. Nature 304, 184–187 (1983). https://doi.org/10.1038/304184a0
Kunling Chen, Yanpeng Wang, Rui Zhang, Huawei Zhang, Caixia Gao (2019) CRISPR/Cas Genome Editing and Precision Plant Breeding in Agriculture. Annual Review of Plant Biology 2019 70:1, 667-697 https://doi.org/10.1146/annurev-arplant-050718-100049
Stadler LJ. Mutations in Barley induced by x-rays and radium. Science. (1928) 68:186–7. DOI: 10.1126/science.68.1756.186
Daarnaast gesproken met Dirk Inzé, Cathy Martin, en Jan Schaart
Wil je meer lezen over de voordelen van genetische modificatie lees dan m’n KIJK artikel hierover
Plant en Zo 