Voor het kraken van de lettervolgorde van het DNA van de tomaat, werd in 2003 een speciale vereniging in het leven geroepen: het Tomato Genome Consortium. Onderzoeksgroepen uit Argentinië, België, China, Engeland, Frankrijk, Duitsland, India, Israël, Italië, Japan, Spanje, de Verenigde Staten, Zuid-Korea en Nederland zwoegden negen jaar lang aan het project. Maar nu is het dan zover. Het Tomato Genome Consortium heeft van de gekweekte tomaat en zijn wilde voorouder de volledige DNA-sequentie, ofwel het genoom ontcijferd. Dat schreven zij 31 mei in het wetenschappelijke tijdschrift Nature. Een prestatie van formaat die de plantwetenschap radicaal moet verbeteren.
Groenten-neefjes
Het genoom van de tomaat heeft even op zich laten wachten. Plantengenomen zijn een grotere uitdaging om in kaart te brengen dan het genoom van dieren, omdat het DNA van planten over het algemeen groter en ingewikkelder is. Dat geldt ook voor de tomaat, die met 35.000 genen – waarvan de positie, volgorde en functie nu bekend zijn – het menselijk aantal genen met zo’n 7000 overtreft.
Tomaten en mensen
Dat een tomaat veel genen heeft, betekent niet dat de plant verfijnder is dan mensen. Het zegt wel iets over de gekozen strategie om de cellen aan te sturen. Mensen maken veel gebruik van één techniek om de onderdelen van een gen op verschillende manieren te monteren. Daardoor kan één gen meerdere eiwitten maken. Een plant zoals de tomaat heeft gewoon meer genen.
De gekweekte moderne tomaat en zijn wilde voorouder delen hetzelfde genoom, op 0,6 procent na. Door de sequenties met elkaar te vergelijken leren we meer over de evolutie en diversiteit van tomaten. Het is bekend dat de Spanjaarden rond het jaar 1500 de wilde tomaat vanuit Latijns-Amerika Europa binnen brachten. In de afgelopen vijfhonderd jaar hebben we de wilde tomaat door-veredeld van het kleine rode besje dat hij is, tot de hedendaagse tomaat die in vele vormen in de supermarkt ligt. Opmerkelijk, dat deze gigantische verandering het gevolg is van zo’n klein verschil in het DNA.
Boeiend voor biologen die evolutie onderzoeken, maar het tomatengenoom is ook zeker interessant voor ons. Welke genen maken een tomaat bijvoorbeeld zo mooi rood?
Ook genen betrokken bij resistentie tegen ‘vraatinsecten’, of bij de snelheid waarmee tomaten rijpen zijn handig gereedschap voor plantveredelaars. Verse tomaten moeten vanaf het veld naar de groenteboer grote afstanden overbruggen zonder te kneuzen of rotten.
Daarnaast zouden boeren hun planten graag resistent zien tegen ziekten en plagen, en willen ze voor het gemak tomaten hebben die op dezelfde tijd rijpen. In de ingewikkelde genenpuzzel hopen wetenschappers geheimen te vinden waarmee dit soort eigenschappen te verbeteren zijn.
Waarschijnlijk kan de DNA-volgorde van de tomaat ook helpen bij het opsporen van nuttige genen in groenten-neefjes van de tomaat, zoals de aardappel, paprika, aubergine en Spaanse peper. Allemaal behoren ze tot de nachtschaden, één van de meest diverse plantfamilies op aarde.
GM versus veredeling
Vanaf de jaren negentig waren er pogingen om genetisch gemodificeerde tomaten op de markt te krijgen die minder snel rijpen, en dus langer goed blijven. Maar die pogingen faalden: de maatschappij was angstig voor ‘Frankenstein-voedsel’. Het bleek sowieso een onhandige techniek, omdat het vertragen van rijping ook de ontwikkeling van smaak en kleur vertraagde.
Maar het tomatengenoom zal de veredeling gaan stimuleren, denken de onderzoekers. Met het genoom in handen kunnen plantenkwekers slimme kruisingen maken van varianten met handige en lekkere eigenschappen. Op die manier kunnen ze tomaten maken die resistent zijn tegen ziekten zonder afbreuk te doen aan de smaak. Het is een kwestie van weten welke genen op welk deel van het genoom zitten en voor welke eigenschap ze coderen.
Tot slot, voor diegenen die zich altijd afvroegen of de tomaat een fruit of een groente is. Werpt de publicatie van het genoom licht op die vraag? Jazeker, niks blijft verborgen. Zijn DNA bevestigt het: de tomaat is een fruit.
Bron:
- The Tomato Genome Consortium. ‘The tomato genome sequence provides insights into fleshy fruit evolution’. Nature (31 mei 2012, online).