Wetenschap - 11 februari 2020

Superaardappel op komst

tekst:
Nicole van ‘t Wout Hofland

De groeiende wereldpopulatie en welvaart vormen een bedreiging voor de voedselzekerheid. Minder dierlijke en meer plantaardige eiwitconsumptie kan een oplossing bieden in de toekomst. Ook het verhogen van het eiwitgehalte in gewassen zoals aardappelen behoort tot de mogelijkheden, ontdekte promovendus Michiel Klaassen.

Extra eiwit in aardappelen

© Shutterstock

Vanwege de hoge voedingswaarde, de antioxidanten en vele toepassingen zijn hogere eiwitgehaltes van toegevoegde waarde voor de aardappelzetmeelindustrie. Dat leerde promovendus Michiel Klaassen toen hij informeerde naar de behoeften in de industrie. Zo kwam Klaassen, met een subsidie vanuit onder andere Aeres hogeschool, terecht bij het Laboratorium voor Plantenveredeling. Daar onderzocht hij of het eiwitgehalte beïnvloed wordt door biologische mechanismen en of dit erfelijk is.

Veelbelovende kandidaat
Een uitgebreide genoomanalyse van aardappelvarianten onthulde dat het gen StNPF1.11 samenhangt met het eiwitgehalte in aardappelen. Het gen codeert voor een nitraattransporter. ‘Zo’n transporter neemt nitraat op uit de bodem en transporteert het door de plant’, legt Klaassen uit. Aangezien nitraat een belangrijke bouwsteen is voor eiwitten, was dit gen een veelbelovende kandidaat voor de studie.

Eiwitgehalte is een complexe eigenschap, maar we hebben nu bewezen dat die eigenschap deels erfelijk is
Michiel Klaassen

Toename eiwitgehalte
Vervolgens activeerde Klaassen het geselecteerde gen in de hele aardappelplant, zodat de plant meer nitraattransporter produceerde. Dat verhoogde het eiwitgehalte van de aardappelknol tot 100 procent. ‘Deze toename zagen we vooral in jonge aardappelen’, zegt Klaassen. ‘In een later ontwikkelingsstadium van de knollen was die toename niet meer zo duidelijk’. Hoewel de focus uiteindelijk op volgroeide aardappelen ligt, biedt de uitkomst van het onderzoek wel nieuwe inzichten. ‘Eiwitgehalte is een complexe eigenschap, maar we hebben nu bewezen dat die eigenschap deels erfelijk is’, zegt Klaassen. Hij vermoedt dat het eiwitniveau in volgroeide aardappelen ook op genetisch niveau gereguleerd wordt. En dat is belangrijk. Want dat betekent dat veredelingsbedrijven deze eigenschap kunnen optimaliseren.

Extra eiwit in aardappelen

Bladgroen
Aardappelplanten met extra nitraattransporters bleken niet alleen meer eiwit te bevatten, maar waren ook groter dan hun tegenhangers met de ‘normale’ hoeveelheid van de transporter. Ook bevatten die planten meer bladgroen in hun bladeren. Dat is niet geheel verrassend volgens Klaassen. ‘Stikstof in de vorm van nitraat is belangrijk voor de vorming van bladgroen. Door de toevoeging van nitraattransporters neemt de plant waarschijnlijk meer nitraat op en is er meer stikstof beschikbaar voor de vorming van bladgroenkorrels’. Of de fotosynthese van de plant daardoor ook efficiënter is? Dat durft Klaassen in dit stadium nog niet te zeggen.

Advies
In zijn onderzoek activeerde Klaassen het StNPF1.11 gen in alle delen van de plant. Dat leidt tot een onnatuurlijke situatie, met mogelijke bijwerkingen. Daarom adviseert Klaassen om in vervolgonderzoek de nitraattransporter alleen in gerichte onderdelen te activeren, bijvoorbeeld alleen in de aardappelknol. Ook onderzoek in veldomstandigheden kan volgens Klaassen waardevol zijn. ‘In combinatie met optimale bewatering, bemesting en een gezond bodemtype, kunnen we wellicht nog meer winst behalen met de eiwitrijke aardappel’, aldus Klaassen.

Michiel Klaassen promoveerde op 31 januari bij Luisa Trindade en Richard Visser, hoogleraren Plantenveredeling.