Tomaat in kaart gebracht

Chinese wetenschappers hebben het genenpakket van 360 verschillende tomaten in kaart gebracht en zo de “evolutie” van het oertomaatje uit de Andes tot de hedendaagse supermarkttomaat zichtbaar gemaakt. Nu is duidelijk welke genen of genomen een rol spelen. En hoe de wasserbombe snel kan worden vergeten.

Conclusie: Er gaan (a) op korte termijn, via genetische manipulatie, nieuwe, betere, meer smaakvolle tomaten komen. En (b) zal er nog verder worden onderzocht want de genetische verschillen zijn momenteel klein, dus moeten verschillen in grootte, kleur, smaak ook op andere manieren (zijn) ontstaan.

Dit artikel sluit merkwaardig genoeg aan bij De Kaart van het Leven, waarin heel het aardse leven in kaart wordt gebracht. Dit betreft “slechts” de tomaat.

Eerst wat gortdroge theorie

Afbeelding afkomstig van Wikicommons

Een genoom is een samentrekking van gen en chromosoom en betekent het geheel van de erfelijke informatie in een cel: chromosomen, DNA en RNA. Een gen is een eenheid erfelijk materiaal. Genen zijn onderdeel van de chromosomen en bevatten stukken DNA. Gentech, genetische technologie, GMO, zijn biotechnologische begrippen waarbij het DNA wordt aangepast. (En dus de genen en dus de genomen en dus de hele reut aan erfelijke eigenschappen.) Het plaatje hiernaast maakt misschien iets duidelijk.

De mens kent pakweg 25.000 genen in het menselijk genoom.

Dus een genoom is eigenlijk de verzamelnaam voor de erfelijke eigenschappen: het genenbestand. Van één cel. Een organisme bestaat uit meerdere cellen, dus de volgorde, de keten, van genomen bepalen het organisme. Door de genoomvolgorde te vergelijken, kan men de verwantschap van organismen bepalen. De genoomvolgorde wordt wel de broncode van de diversiteit van een organisme genoemd. Tussen tomatenrassen onderling, maar ook tussen de mens en de chimpansee (ja, tussen ons en die apen is maar 1% verschil in DNA).

De Heinz 1706 tomaat

De afbeelding hiernaast is zonder vooraf toestemming te hebben gevraagd (je moet toch iets), geknipt uit een grotere afbeelding die in Nature staat.

In 2012 publiceerden wetenschappers, verzameld in de naam The Tomato Genome Consortium, in Nature, na negen jaar onderzoek in veertien landen, dat ze de genoomvolgorde van de originele Heinz ketchup tomaat  (cultivar met de naam Heinz 1706) in kaart hadden gebracht.

Met de tomaat als referentie is ze vergeleken met de economisch belangrijke familieleden. De familie solanaceae bestaat uit de grootste groep solanum en de wat kleinere  capsium en nicotinia. De  aardappel (solanum tuberosum), aubergine (s. melongena) zijn de eerste om de tomaat  (s. lycopersicum). Wat verder staat de peper (capsium annuum) en tabak (nicotiana tabacum) In de ringen is elke chromosoom in een kleur weergegeven. U ziet kleine afwijkingen, maar in grote lijnen lijken ze op elkaar. Net even iets anders en je rookt geen aubergine maar een sigaar.

“Nu kunnen wetenschappers zich het hoofd breken over het feit dat het verschil van maar 8% in het genenpakket de ene plant lekkere sappige vruchten geeft en de andere knobbelige knollen,” schrijft The Scientist op 20 december 2012.

Toekomstige verbeteringen

De afbeelding hiernaast toont een oertomaatje. De foto is door ons genomen op een plantage op een van de Galapagos-eilanden.
“Meegekomen uit de Andes,” zei men, toen we vroegen hoe dit hier kwam. We hebben geproefd en het was een smaakbommetje.

Op 12 oktober 2014 publiceert Nature Genetics 46, 1220-1226, het resultaat van Chinees wetenschappelijk werk. 360 Tomatenrassen zijn op evolutionaire ontwikkelingsvolgorde gelegd van de wilde vorm tot moderne variëteiten. Voor het artikel in Nature moet worden betaald, gelukkig heeft The Scientist dat gedaan en we halen de inhoud van dat artikel aan.
Het onderzoek is uitgevoerd door medewerkers van het Instituut voor Groenten en Bloemen van de Chinese Academie voor Agrarische Wetenschappen in Bejing.

The Scientist haalt Harry Klee aan, professor aan de Universiteit van Florida. Hij vindt het prachtig: “Twee jaar geleden hadden we maar één genoom en nu meer dan driehonderd. Wat dit werk zo belangrijk maakt is dat het een basis voor toekomstige verbeteringen is. We weten nu welke genen we moeten nemen voor de gewenste effecten. Dit gaat snel hele grote gevolgen hebben voor de tomatenteelt.”

Wasserbombe

We kennen allemaal de Wasserbomde, de naam die de Duitse consument aan de Nederlandse doorgefokte smakeloze tomaat gaf. Het werk van de Chinese onderzoekers maakt precies duidelijk waar de verschillen zitten tussen bijvoorbeeld de tomaat met veel vaste stof – de pastatomaat die we uit de blikken puree kennen en bijv de tomaat Heinz 1706 – en de sappige vrucht.

De genetische manipulatie kan losbarsten

De genetische manipulatie kan losbarsten. De wetenschappers zeggen nu precies te weten welke genen kenmerkend zijn voor de fabriekstomaat (met veel vaste stof).
Of niet.

Klee zegt verrast te zijn dat ondanks de enorme variëteit aan tomaten (smaak, kleur, vorm, grootte), de genetische verschillen zeer klein zijn. 
“Dat vertelt mij dat de meeste in de supermarkt voorkomende tomaten misschien niet genetisch verschillen, maar dat eerder epigenetisch.”

Okay, weer een nieuw woord: epigenetisch slaat op overerfbare veranderingen zonder dat veranderingen in de DNA optreden. We hebben het dan over omkeerbare veranderingen. Invloeden van buitenaf. Invloed van zon, wind, regen. Stress. Het milieu. Tijd. Het gaat te ver om hier er op in te gaan, maar wie zich er in verdiept ziet bijvoorbeeld fenomenen als dat generatie A hongersnood heeft geleden generatie C meer diabetes kent. Daar is geen genetische manipulatie aan te pas gekomen.

Het blijft spannend.