Geteelde aardbei zit vol genen van bosaardbeitje

Genetica In consumptieaardbeien zitten de genen van vier wilde aardbeiensoorten. Maar die van de bosaardbei overheersen de andere.

De camarosa is een veel geteeld aardbeiras met vruchten van 2,5 tot 5 cm groot. Van die soort zijn nu alle genen bepaald. De universiteit van California kreeg in 1994 patent op het ras.
De camarosa is een veel geteeld aardbeiras met vruchten van 2,5 tot 5 cm groot. Van die soort zijn nu alle genen bepaald. De universiteit van California kreeg in 1994 patent op het ras. Foto Shutterstock

De aardbei zoals wij die in de winkel kopen, draagt genen bij zich uit vier wilde vooroudersoorten: twee Japanse wilde aardbeien, een Aziatische aardbei die in Midden-Europa en Azië groeit en ten slotte de bosaardbei. Die groeit ook veel in Europa, maar bij de kruising was een Amerikaanse ondersoort betrokken.

Amerikaanse wetenschappers hebben ontrafeld waar de consumptie-aardbei ontstond en hoe die vier genensets nu samen bepalen hoe onze aardbei eruitziet, ruikt en smaakt. In de mix van genen blijken de laatst toegevoegde genen van de wilde bosaardbei het meest dominant aanwezig. Het onderzoek stond maandag in Nature Genetics.

De bosaardbei is een wilde aardbei met vruchtjes van hooguit 1,5 cm groot. Foto iStock

Wereldwijd bestaan er 22 wilde aardbeiensoorten en vele honderden gekweekte rassen. Bekend was dat al die kweekrassen afstammen van een kruising tussen een wilde Noord-Amerikaanse aardbei (Fragaria virginiana) en de wilde Chileense aardbei (F. chiloensis). Die kruising vond waarschijnlijk zo’n driehonderd jaar geleden plaats in Frankrijk, waar beide soorten waren ingevoerd. Vervolgens kweekten tuinders allerlei rassen met gewenste combinaties van eigenschappen, zoals kleur, smaak, stevigheid en resistentie tegen ziekten. Zo ontstonden de varianten die we vandaag kennen, waaronder de camarosa, elsanta, lambada, korona en elvira.

Daaraan vooraf gaat een verhaal dat veel ingewikkelder is. Die Noord- en Zuid-Amerikaanse voorouders waren elk al een complexe genetische mix. Ze hebben zeven chromosomen (de moleculen die de genen dragen) die ieder achtvoudig in iedere celkern aanwezig zijn. Dat geldt ook voor de gekweekte aardbei, maar niet voor veel andere wilde aardbeisoorten. Die hebben hun chromosomen veelal in tweevoud, zoals de mens van ieder chromosoom één paar heeft.

Het vermoeden bestond al dat de twee bekende wilde vooroudersoorten elk zijn ontstaan door zeldzame samenvoeging van complete genomen van andere wilde soorten. Dat is anders dan bij ‘normale’ voortplanting, waarbij het genoom tijdens de vorming van geslachtscellen wordt gehalveerd. Bij het samensmelten van stuifmeelkorrel en eicel (bij ons: zaad- en eicel) ontstaat dan weer een compleet genoom. Soms vindt die halvering echter niet plaats en ontstaat er een nakomeling met een dubbel genoom.

Van F. virginiana en F. chiloensis was al bekend dat hun vierdubbele genoom in elk geval het erfelijk materiaal van twee wilde soorten bevatte: de wilde bosaardbei (F. vesca, die op het hele noordelijk halfrond voorkomt) en F. iinumae (uit Japan). Het vermoeden was dat er nog twee vooroudersoorten moesten zijn.

De Amerikaanse onderzoekers voerde als eersten een vrijwel complete genoomanalyse uit van een in de supermarkt populair aardbeienras, de Camarosa. Ze achterhaalden de twee ontbrekende voorouders: de heuvelaardbei (F. viridis, uit Midden- en Oost-Europa en Rusland), en de Japanse wilde aardbei F. nipponica.

Eerst, zo ontdekten de Amerikanen, ontstonden er in Oost-Azië intermediaire varianten tussen de heuvelaardbei en de twee Japanse aardbeisoorten. Vervolgens kruisten die, zo’n 1,1 miljoen jaar geleden, ergens in Alaska met de wilde bosaardbei. Waarom het genoom zich daarbij steeds uitbreidde, is niet bekend. Waarschijnlijk is ‘polyploïdie’ (het hebben van meerdere sets chromosomen) onder bepaalde omstandigheden een voordeel, aldus de Amerikanen. Chromosoomverdubbeling komt veel voor in de plantenwereld.

Houdbaar hard

Die nieuwe aardbeisoort, met acht exemplaren van elk chromosoom, deed het goed en verspreidde zich over de Amerika’s. Er ontstonden twee soorten uit: F. virginiana in het noorden en F. chiloensis in het zuiden. En die werden driehonderd jaar geleden in Parijs weer gekruist. Daaruit zijn inmiddels honderden aardbeirassen geteeld. Variërend van smaakvol zacht, tot houdbaar hard en alle tussenvormen.

De genensets van de vier voorouders zijn in de kweekaardbei niet met elkaar versmolten, maar bestaan naast elkaar. De onderzoekers wilden graag weten hoe die sets met elkaar samenwerken. Welke set bepaalt welke eigenschap? Gemiddeld genomen, zo ontdekten ze, zijn de genen van de wilde bosaardbei de baas. Die bepalen 88 procent van de kleur, 89 procent van de geur en 95 procent van de zoetheid. Ook andere commercieel belangrijke eigenschappen, zoals stevigheid en resistentie tegen bepaalde ziekten, bleken vooral afkomstig te zijn van de wilde bosaardbei. Die overheersing van één chromosomenpaar komt ook voor in andere planten met polyploïde chromosomen. Deze informatie, aldus de auteurs, kan kwekers helpen de eigenschappen van aardbeien veel gerichter en dus sneller te verbeteren.