Minder bittere cichorei of witloof? Onderzoekers zijn erin geslaagd “bittergenen” uit te schakelen met behulp van CRISPR/Cas9-technologie.

De onderzoekers zijn erin geslaagd witlof en andijvie te kweken die praktisch geen bitterstoffen bevatten. Zij gebruikten de bekende CRISPR/Cas9-technologie om alleen de genen uit te schakelen die de productie van bitterstoffen in planten regelen. Dit biedt kansen voor de cichoreiteelt, want de minder bittere cichorei is populairder bij (jonge) consumenten.

Het is ook interessant voor de cichoreiteelt omdat de minder bittere wortels beter geschikt zijn voor de productie van een gezond, vezelrijk, glutenvrij meel voor de levensmiddelenindustrie. Dit onderzoek biedt ook perspectieven voor de teelt van andere bekende bittere groenten, zoals spruitjes en cichorei.


Cichorei, een “kroonjuweel”, verliest aan populariteit bij jongeren.

Witloof en cichorei worden in België steeds minder geteeld. Toch hebben deze gewassen nog potentieel, vooral als ze minder bitter kunnen worden. Vers witloof, een van de “kroonjuwelen” van België, blijft een van de 10 meest geconsumeerde groenten (VLAM). Een meer gediversifieerd assortiment, in gradaties van bitterheid, zou het echter mogelijk maken beter in te spelen op de veranderende vraag. Vooral jonge consumenten willen een groente met een minder bittere smaak.


Vraag naar voedingsvezels voor gezondere voeding

Cichorei is minder bekend bij de consument, maar wordt in onze voedingsindustrie verwerkt tot inuline – een gezonde prebiotische oplosbare vezel. Deze industrie heeft ook belangstelling voor minder bittere grondstoffen. Cichoreiwortels zonder bitterheid zouden na drogen en malen rechtstreeks tot een vezelrijk meel kunnen worden verwerkt, zonder dat eerst de inuline moet worden geëxtraheerd en gezuiverd.


Bittergenen” gevonden en verwijderd met CRISPR/Cas9

Voor veredelaars van witloof en andijvie in België is het daarom belangrijk zich te concentreren op minder bittere rassen. Charlotte De Bruyn, onderzoekster aan de UGent/VIB en het ILVO, bestudeerde aanvankelijk de genen die verantwoordelijk zijn voor de bittere smaak in het kader van haar doctoraatsthesis. Zij werd bijgestaan door VIB-onderzoeker Alain Goossens, een expert op het gebied van stoffen die smaak beïnvloeden, en ILVO-onderzoeker Katrijn Van Laere, een expert op het gebied van klassieke en geavanceerde veredelingstechnieken.

De genen die van invloed zijn op de bitterheid zijn technisch gezien die welke betrokken zijn bij de biosynthese van guaianolide sesquiterpeenlactonen. Charlotte De Bruyn was in staat deze genen zeer specifiek “uit te schakelen” in culturen met CRISPR/Cas9. Met andere woorden, de genen zijn nog steeds aanwezig in de planten, maar komen niet meer tot expressie. Het resultaat: de Cichoriumplanten produceren bijna geen bittere stoffen.


Een buitengewoon snelle en precieze techniek

Promotor van het onderzoek Katrijn Van Laere onderstreept het grote potentieel van deze techniek: “CRISPR/Cas9 is een ‘nieuwe’ techniek die in de veredeling kan worden gebruikt en zeer effectief lijkt omdat ze enkel de gewenste veranderingen in het DNA van de plant aanbrengt. Dit maakt een zeer specifieke en beslissende selectie mogelijk. In slechts één jaar tijd zijn wij erin geslaagd de productie van bittere genen te elimineren en planten te creëren die nu op andere landbouwaspecten kunnen worden beoordeeld. Het is niet duidelijk wat met conventionele veredeling kan worden bereikt, maar in elk geval leiden diverse kruisingen en veredelingswerkzaamheden snel tot planten waarbij de bitterheidsproductie waarschijnlijk zal worden verminderd, maar nooit volledig zal worden geëlimineerd”.


Succesvol biotechnologisch onderzoek

Met dit onderzoek heeft Charlotte De Bruyn een belangrijke stap voorwaarts gezet. “Er zijn verschillende specifieke genen gevonden die, wanneer ze in cichorei worden uitgeschakeld, vrijwel geen bitterstoffen meer produceren. Er is ook een CRISPR/Cas9-protocol geoptimaliseerd om zoveel mogelijk van deze genen in één keer uit te schakelen, wat een van de grootste uitdagingen blijft. Natuurlijk is er nog ruimte voor optimalisatie in verder onderzoek.


Wanneer krijgen we het resultaat op ons bord?

Het zal nog wel even duren voor we minder bittere witloof kunnen kopen. In de eerste plaats is verder onderzoek nodig om na te gaan of er nog andere functies van de geïdentificeerde genen zijn en om de ontwikkelde productlijnen verder uit te breiden. Daarnaast heeft het Hof van Justitie van de Europese Unie in 2018 bepaald dat genetisch gemodificeerde CRISPR/Cas9-planten onder dezelfde strenge wetgeving vallen als genetisch gemodificeerde organismen (ggo’s). In de praktijk maakt dit het bijna onmogelijk om ze in Europa op de markt te brengen.


Vooruitzichten voor andere “bittere” groenten

Toch is het onderzoek van Charlotte De Bruyn een belangrijke stap voor de wetenschap. Het biedt ook perspectieven voor de veredeling van andere planten, zoals spruitjes, cichorei en rucola.

Begeleider Katrijn Van Laere: “De identificatie en karakterisering van biosynthesegenen is een zeer belangrijke stap om te begrijpen hoe planten bitterstoffen produceren. Met deze fundamentele kennis kunnen wij nu grote populaties van bestaande planten screenen op natuurlijke mutanten met hetzelfde effect. In tegenstelling tot CRISPR/Cas9-gemuteerde planten vallen natuurlijke “mutanten” namelijk niet onder de GGO-wetgeving.”

ILVO wil met bedrijven blijven samenwerken aan de CRISPR/Cas9-veredelingstechniek om onder meer nieuwe witloof- en andijvievariëteiten te ontwikkelen. Ook UGent/VIB is daarin een logische partner, want het departement Planten Systeembiologie heeft veel ervaring en interesse in gen-ontdekking in het plantaardige terpenenmetabolisme, metabolic engineering en de ontwikkeling en toepassing van CRISPR/Cas9 gebaseerde technologie.

“Charlotte’s onderzoek biedt unieke inzichten in de mechanismen waarmee planten bitterstoffen produceren. Deze fundamentele kennis creëert heel wat nieuwe mogelijkheden om het bittergehalte van planten zoals witloof en andijvie aan te passen aan de voorkeur van de consument,” besluit Alain Goossens, doctoraatsbegeleider aan het VIB.

Geef als eerste een reactie

Geef een reactie

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd.


*