Stuifmeel steriel door genetische koppeling aanpromotorgen

Onderzoekers van het biotechnologiebedrijf Plant Genetic Systems in Gent hebben een methode ontwikkeld, die de produktie van hybride rassen sterk kan vereenvoudigen en daardoor ook veel goedkoper maken.

Hybride rassen zijn uit de moderne land- en tuinbouw niet meer weg te denken. Door de specifieke combinatie van twee zorgvuldig gekozen ouderlijnen ontstaat een nageslacht met 'bastaardgroeikracht' (heterosis), dat wil zeggen, een hogere opbrengst, betere groeikracht enzovoorts.

Om hybridezaad te produceren is het uiteraard van belang om zelfbestuiving van de ouderplanten te vermijden, anders ontstaat niet de gewenste kruisingscombinatie. Bij veel gewassen is dat tot nog toe handwerk. Wereldwijd verdienen vele duizenden huisvrouwen en schoolkinderen er in het seizoen een zakcentje bij door met een pincet de bijna rijpe meeldraden van de 'moederlijn' van het hybride ras, bijvoorbeeld koolplanten of tomaat, te verwijderen. Daarna wordt het stuifmeel van de uitgekozen 'vaderlijn' opgebracht om de gewenste hybridekruising tot stand te brengen. Deze kostbare procedure dient voor iedere partij zaad opnieuw te worden herhaald, want bij 'nateelt' van hybride zaden gaat het heterosiseffect verloren.

De ontdekking in Gent, waarop inmiddels patent is aangevraagd, maakt het mogelijk om de functie van de meeldraden in de moederplanten uit te schakelen. Er komt geen rijp stuifmeel vrij en daarmee is het probleem van ongewenste zelfbestuiving uit de wereld. In principe is de methode bruikbaar voor de produktie van hybridezaad in tal van gewassen, een miljardenbusiness. Volgens het redactioneel commentaar in Nature (25 okt.) is dit een van de elegantste toepassingen van biotechnologie in de plantenveredeling tot nu toe.

De onderzoekers van Plant Genetic Systems maken gebruik van een synthetisch gen, dat de ontwikkeling van het stuifmeel tegenhoudt en daarmee tot mannelijke steriliteit leidt. De kunst is nu om ervoor te zorgen dat het bewuste gen niet zo maar willekeurig in allerlei cellen tot uitdrukking komt, maar alleen in het tapetum, de laag cellen die de stuifmeelkamer bekleedt, waar de stuifmeelkorrels rijpen. Dit wordt bereikt door het gen te koppelen aan een promotor (TA29) die men al eerder had opgespoord in studies van de ontwikkeling van de meeldraden van de tabaksplant.

In Gent is nu bewezen dat deze promotor zijn werk blijft doen in genetisch veranderde tabaksplanten. De promotor wordt gekoppeld aan een schimmelgen (van Aspergfillus oryzae) of bacterie-gen (uit Bacillus amyloliquefaciens). Het resultaat is spectaculair: de meeldraden leveren geen functioneel stuifmeel, maar verder zijn de planten normaal.

Naast tabak werd ook in koolzaad de nieuwe techniek met succes ingevoerd. Het wachten is nu op een methode om de mannelijke steriliteit ongedaan te maken voor gewassen waarvan vooral de vrucht van belang is.