Wetenschap - 30 mei 2012

Rode tomaat te danken aan meteoriet

De meteoriet die 60 a 70 miljoen jaar geleden op aarde insloeg, heeft de dino’s de kop gekost maar ons waarschijnlijk mooie rode tomaten bezorgd. Dat valt af te leiden uit de analyse van het tomatengenoom, die 30 mei in Nature is gepubliceerd.

De Solanum pimpinellifolium, de voorouder van onze tomaat uit Latijns-Amerika
De onderzoekers die het genoom van de tomaat in kaart hebben gebracht, hebben vastgesteld dat het genoom van de oer-tomatenplant zo'n 60 a 70 miljoen jaar geleden plotseling verdrievoudigde. ‘Zo'n grote uitbreiding van het genoom duidt op extreme stresscondities', zegt René Klein Lankhorst, de Wageningse coördinator van het tomatengenoomonderzoek. ‘We vermoeden dat de meteorietinslag en de zonsverduistering die dit tot gevolg had, zware omstandigheden creëerden voor planten om te overleven. Een verre voorouder van de tomatenplant reageerde hierop door haar genoom fors uit te breiden om zo betere overlevingskansen te hebben.'

Toen de omstandigheden daarna weer verbeterden, gooide deze voorouder van de tomaat weer veel genetische ballast weg, maar in die periode is tevens de genetische basis voor vruchtvorming ontwikkeld, vormde de tomatenvrucht zijn rode kleur en zijn bepaalde genen die toxines aanmaakten verdwenen, zegt Klein Lankhorst. Daarmee onderscheidt de tomaat zich van een familielid, de aardappel, die geen eetbare vruchten draagt.
De plantenonderzoekers konden ver ‘terugkijken' in de tijd door het plantengenoom van de tomaat te vergelijken met verwanten in de nachtschade-familie en in andere plantenfamilies. Wat ook hielp is dat ze vrijwel alle van de 35 duizend genen van de tomaat in kaart hebben gebracht, zodat ook kleine veranderingen opvallen. Een vergelijking tussen ons groentegewas en de wilde voorouder Solanum pimpinellifolium (die waarschijnlijk door de Spanjaarden is meegenomen naar Europa) wees bijvoorbeeld uit dat het genoom van onze tomaat slechts 0,6 procent verschilt van die wilde voorouder uit de vijftiende eeuw.
Klein Lankhorst maakte deel uit van een internationaal consortium dat sinds 2004 bezig is geweest met de genoomsequentie van de tomaat. Pas toen deze onderzoeksgroep in 2008 overstapte op nieuwe sequencing technieken, kwam er schot in de zaak. Nature publiceerde de eerste analyse van het genoom deze week, maar eigenlijk is de DNA-informatie al twee jaar beschikbaar voor onderzoekers en plantenveredelaars. De onderzoekers plaatsen nu ook zo'n tachtig pagina's aan genoomanalyse op het web. De publicatie geeft nieuwe inzichten waarmee nu mogelijk een zout-tolerante of nog smakelijker tomaat kan worden ontwikkeld. Hiervoor is echter nog veel aanvullend onderzoek nodig door veredelingsbedrijven.
De Wageningse bijdrage aan het onderzoekconsortium was vrij groot, zegt Klein Lankhorst, tevens coördinator van het Europese onderzoeksprogramma voor tomaat en aardappel, EU-SOL. Wageningen leidde het Europese deel van het onderzoek en speelde een belangrijke rol bij de bio-informatica: het interpreteren van de informatie uit miljoenen stukjes DNA om de genen in de goede volgorde te plaatsen. Ook het Wageningse biotechbedrijf Keygene had een aandeel in het consortium, doordat ze een zogenaamde fysische genoomkaart van de tomaat maakte. Zo'n fysische kaart helpt enorm om de puzzel met 35 duizend genen op te lossen.
 

Re:ageer