Een andere suiker graag; WAGENINGSE VEREDELAARS MAKEN FRUCTAANBIET

Wageningse plantenveredelaars hebben een gen uit de aardpeer in suikerbiet gezet. De biet stapelt daardoor een andere suiker in zijn wortel.

KUN JE EEN suikerbiet genetisch manipuleren zodat hij geen sucrose meer opstapelt in zijn dikke wortel, maar een andere suiker met meer marktperspectief? Blijkbaar, want onderzoekers van het Centrum voor Plantenveredelings- en Reproduktieonderzoek (CPRO-DLO) in Wageningen beschrijven in het septembernummer van Nature Biotechnology hoe ze een fructaanbiet hebben gemaakt. Fructanen hebben dezelfde zoete smaak als sucrose, maar hun calorische waarde ligt lager. Ze maken dus minder dik. Bovendien is ons gebit erbij gebaat. Cariësveroorzakende bacteriën kunnen sucrose wel gebruiken als energiebron, maar fructanen niet. “Sucrose is nu nog aantrekkelijk voor Europese boeren omdat het gesubsidieerd wordt”, zegt dr. Andries Koops, verbonden aan het CPRO-DLO. “Maar als gevolg van het wereldhandelsverdrag kan het binnenkort gekocht worden voor wereldmarktprijzen, en die liggen een stuk lager. Daarom moeten we voor onze boeren iets anders verzinnen, producten met meer marktwaarde. Fructanen bijvoorbeeld. Die komen de laatste tijd ook in de belangstelling voor toepassingen buiten de voedselindustrie. Wasmiddelenfabrikanten stoppen bijvoorbeeld polycarboxylaat als ontharder in hun producten. Maar dat is een niet-natuurlijk product. Men bekijkt nu of fructanen na een bewerking die rol van ontharder kunnen overnemen.”

Voor veredelaars heeft suikerbiet een groot nadeel. Het gewas staat bekend als buitengewoon recalcitrant: het laat zich moeilijk genetisch manipuleren. Daarom ontwikkelden de Wageningse onderzoekers een nieuw procédé waarmee de biet wat makkelijker te manipuleren is. Ze deden dit in samenwerking met het Britse biotech-bedrijf Zeneca Seeds, dat de afgelopen jaren de Nederlandse plantenbiotech-bedrijven Mogen en Van der Have heeft opgekocht. Een van de speerpunten van Van der Have is het veredelen van suikerbiet.

Het nieuwe procédé, twee jaar geleden beschreven in Nature Biotechnology (september 1996), gaat uit van bepaalde bladcellen, de zogeheten stomatal guard cells. Deze reguleren het open- en dichtgaan van de huidmondjes, de openingen aan de onderkant van een blad die dienen voor de opname van CO en de afgifte van waterdamp. De crux: guard cells zijn een van de weinige celtypen in een volwassen plant die nog omnipotent zijn. Een guard cell kan dus weer uitgroeien tot een complete plant.

TWEE MILJOEN

De Wageningse onderzoekers isoleerden talloze van deze cellen en probeerden daar extra genetische informatie in te zetten. Dat lukte in drie procent van de gevallen. Slechts een klein percentage groeide vervolgens uit tot een volwassen plant. Dat lijkt weinig efficiënt. Om één genetisch gemanipuleerde biet te krijgen, moet je beginnen met 150.000 guard cells. “Zo veel is dat niet”, aldus Koops. “We hebben een systeem waarmee we per dag twee miljoen guard cells kunnen isoleren. In dat opzicht werkt het naar behoren.”

Met een methode in handen om suikerbiet genetisch te manipuleren, gingen de plantenveredelaars op zoek naar een toepassing. De keuze viel op fructanen. Een weloverwogen keuze, volgens Koops, onder andere omdat sucrose een voorloper is van de fructaanbiosynthese. Koops: “Je hebt de basiseenheid bij wijze van spreken al in handen. Als je dan een manier vindt om de eenheden aan elkaar te koppelen ben je klaar.” Bovendien is suikerbiet met een opbrengst van ongeveer 10 ton sucrose per hectare een van de meest productieve gewassen van de gematigde zone. Heb je een biet die fructanen maakt, dan heb je er meteen bergen van.

Om de suikerbiet om te bouwen tot fructaanfabriek hoefden Koops en zijn medewerkers slechts één gen toe te voegen: het zogenoemde 1-SST-gen uit aardpeer (Helianthus tuberosus). Dit gen kan sucrose-eenheden omzetten in een mengsel van een drietal fructanen (1-kestose, nystose en 1-fructofuranosyl nystose). In de genetisch gemanipuleerde suikerbieten was de concentratie sucrose nog maar tien procent vergeleken met die in de gewone biet. De drie fructanen waren juist in hoge concentraties aanwezig. “We hebben nu een gen uit de aardpeer genomen, maar je kunt ook een SST-achtig gen uit een verwant familielid isoleren, zonnebloem bijvoorbeeld. Zo'n gen kan ervoor zorgen dat je iets andere fructanen krijgt. Of je haalt het gen uit een grassoort, waardoor je fructaansamenstelling weer iets anders is. Het is maar net wat je wil”, zegt Koops.

Zo kan de veredelaar zijn genetisch gemanipuleerde plant afstemmen op de behoefte van de markt. Koops: “Het is het concept van de plant als biochemische fabriek. Je wil een product maken, je zoekt de genen voor dat product en zet die in een passende plant. De truc is om de juiste combinatie te vinden. Suikerbiet en fructanen bijvoorbeeld, dat is een ijzersterke combinatie.”