Natalie Kaisers liefde voor planten begon als kind toen ze opgroeide in de buurt van het biologische kassenbedrijf van haar ouders in de staat New York. Ze deed haar bachelorstudie plantenwetenschappen en droomde ervan een carrière in boerderijbeheer te beginnen; maar na enkele cursussen genetica te hebben gevolgd, vond ze haar ware passie in de plantenveredeling.
Natalie is een promovendus aan de Michigan State University (MSU) en is gespecialiseerd in aardappelen. Ze kijkt met name naar welke genen ervoor zorgen dat bepaalde aardappelen van nature resistent zijn tegen een lastige aardappelplaag die bekend staat als de coloradokever. Dit is een maar al te bekende plaag voor zowel thuiskwekers als commerciële aardappeltelers. Door de genen te identificeren die ervoor zorgen dat bepaalde aardappelen resistent zijn tegen deze plaag, kunnen plantenveredelaars vervolgens de aardappelplanten selecteren die die genen hebben, en telers voorzien van een aardappel die ongediertevrij kan gedijen met het gebruik van minder of zelfs geen insecticiden. Naast insectenresistentie gebruiken anderen in het MSU-team voor aardappelveredeling en -genetica plantenveredeling om kenmerken te verbeteren, variërend van opbrengst tot nutritionele eigenschappen. Innovatie sprak met Natalie voor meer informatie.
Allereerst, in algemene termen, hoe zou plantenveredeling worden gedefinieerd?
Plantenveredeling is echt een verlengstuk van de domesticatie van planten en de domesticatie van planten is een van de belangrijkste mijlpalen, denk ik persoonlijk in de menselijke beschaving. Het selecteren van planten met eigenschappen die gunstig zijn voor menselijke teelt en consumptie is de essentie van het domesticeren van planten. En dan gebruikt de moderne plantenveredeling gewoon onze hulpmiddelen, hetzij genetische hulpmiddelen of technologische hulpmiddelen om ons te helpen dat op een efficiëntere manier te doen. Kortom, alle gewassen die we graag consumeren en die we tegenwoordig in onze supermarkten vinden, zijn een functie van moderne plantenveredeling.
Hoe is dit van toepassing op het voedsel dat we vandaag eten?
Allereerst is het belangrijk op te merken dat de planten die uiteindelijk ons voedsel zijn in de supermarkt of op een boerenmarkt, afkomstig zijn van vrijgegeven variëteiten die een uitgebreid testproces hebben doorlopen. Het proces van conventionele plantenveredeling duurt tegenwoordig erg lang. Het duurt dus vele jaren dat een plant wordt onderzocht door de plantenkwekers en genetici om er zeker van te zijn dat het proces van het creëren van deze nieuwe genetische combinaties geen onbedoelde gevolgen heeft. In de moderne plantenveredeling hebben we het voordeel dat we in veel gewassen genetische markers hebben, zodat we de planten kunnen screenen door ze te bekijken en verschillende tests uit te voeren om hun chemische component te onderzoeken, maar ook door hun DNA te onderzoeken en te zien welke herschikkingen we hebben gemaakt tijdens het maken van nieuwe combinaties.
Hoe ziet de toekomst eruit voor de plantenveredeling?
Op dit moment is het een zeer opwindende tijd om in de plantenveredeling te werken. En er zijn twee belangrijke tools waar ik enthousiast over ben. Een daarvan is sequentiebepaling van het hele genoom, wat inhoudt dat we nu in veel gewassen de mogelijkheid hebben om vrij goedkope technologie te gebruiken waarmee we naar alle DNA-basenparen in een enkele plant kunnen kijken. In plaats van alleen naar kleine regio's te kijken die zijn gekoppeld aan interessante eigenschappen, kunnen we naar het hele genoom kijken en beginnen te begrijpen hoe genen met elkaar omgaan.
De tweede technologie waar ik enthousiast over ben, is genoombewerking. En dit, in combinatie met sequentiebepaling van het hele genoom, geeft ons de mogelijkheid om zeer nauwkeurige genetische manipulatie uit te voeren. Dit maakt het mogelijk om zeer gedetailleerde wijzigingen aan te brengen terwijl onbedoelde gevolgen worden verminderd - waardoor we een product kunnen leveren dat meer mensen efficiënter voedt.
Is het gebruik van gene editing voor toepassingen in de plantenveredeling veilig?
Telkens wanneer we een voedingsproduct voor de samenleving produceren, zijn de principes van voedselveiligheid van toepassing. Het gebruik van genoombewerking is gewoon een ander hulpmiddel in de gereedschapskist van plantenveredelaars; het vervangt de plantenveredeling niet. Als we het bijvoorbeeld over aardappelen hebben, hebben we misschien een ras waarvan we weten dat we er dol op zijn, zoals een Yukon Gold, maar je zou willen dat het een paar meer wenselijke eigenschappen had, bijvoorbeeld een grotere ziekteresistentie. Waar genoombewerking ons helpt, is dat we een bestaande variëteit die we leuk vinden kunnen nemen en slechts een paar aanpassingen kunnen maken, maar we zouden nog steeds alle strenge kwaliteits- en voedselveiligheidsmaatregelen toepassen die het raamwerk van plantenveredeling vormen.
Als je bijen in je tuin ziet rondzoemen, ben je getuige van kruisbestuiving in actie. De bijen maken kruisingen en de resulterende zaden groeien en ontwikkelen zich op natuurlijke wijze. Wat plantenveredelaars doen, is gewoon een kritische blik werpen op het selecteren van nieuwe combinaties die het resultaat zijn van gecontroleerde kruisbestuivingen. Plantenveredelaars zijn er om ervoor te zorgen dat nieuwe producten jarenlang zijn gescreend, getest en geëvalueerd. Terwijl er in de natuur voortdurend nieuwe genetische combinaties plaatsvinden. Een van de echt belangrijke functies van plantenveredeling is om een doorlichtingsproces voor het publiek te zijn.
