Sleutelen aan cichorei

Voor de plantenveredeling biedt deze techniek ongekende mogelijkheden. Dankzij CRISPR-Cas kunnen onderzoekers ziekteresistente gewassen ontwikkelen die geen bestrijdingsmiddelen meer nodig hebben. We kunnen gezondere voedselgewassen maken, bijvoorbeeld met meer eiwit of extra vitamines, of gewassen die beter zijn aangepast aan een veranderend klimaat. Veredelingsprogramma’s worden bovendien veel sneller en goedkoper en daardoor toepasbaar voor gewassen met een kleinere markt, zoals cichorei. Programma's die vroeger tientallen jaren in beslag namen, kunnen met CRISPR-Cas worden ingekort naar een paar jaar en in plaats van tienduizenden planten zou men er in de nieuwe veredelingsprogramma's misschien nog maar enkele tientallen hoeven te screenen.

Wat maakt cichorei nu zo geschikt als proefgewas voor dit onderzoek? Het wortelgewas, familie van witlof en roodlof (radicchio), bevat inuline. Inulinevezels stimuleren het immuunsysteem en bevorderen de groei van gunstige bacteriën in de darmen. Daarom voegen fabrikanten inuline toe aan brood- en banketproducten en zuivelproducten zoals yoghurt, als gezonde zoetstof.

Naast inuline bevat cichorei verschillende terpenen. Terpenen zijn natuurlijke stoffen waarmee planten insecten als bestuivers aantrekken of zichzelf verdedigen tegen grazers, schimmels en bacteriën. De terpenen uit cichorei geven de wortel zijn bittere smaak en die moeten weggezuiverd, want die bitterheid wil men niet in producten als yoghurt. Maar sommige terpenen kunnen de groei van micro-organismen, parasieten en kankercellen remmen of hebben andere medicinale werkingen. Daarom zouden de terpenen uit cichorei veelbelovende grondstoffen voor medicijnen kunnen zijn. Denk bijvoorbeeld aan nieuwe antibiotica, ontstekings- en tumorremmers.

Met conventionele kruisingstechnieken kan het tientallen jaren duren om cichorei te veredelen. Met CRISPR-Cas brengen de onderzoekers gericht kleine veranderingen in het DNA van de plant aan om de kwaliteit van cichorei als industrieel gewas te verbeteren. “Dit gaat inmiddels heel efficiënt”, zegt Bosch. “Er zijn diverse nieuwe planttypen uit ons onderzoek voortgekomen, met een betere kwaliteit van inuline of wortels zonder bittere terpenen, zodat die niet verwijderd hoeven te worden en de toepassingen breder zijn. Ook werkt men aan wortels met een meer constante inuline-opbrengst.” Het verbeteren van de inuline en het sturen naar medicinale terpenen door middel van CRISPR-Cas is de specifieke taak van Wageningen Plant Research in dit project. En de eerste resultaten smaken naar meer, aldus Bosch. De internationale medische researchgroepen die deelnemen aan CHIC hebben onderzocht welke van deze terpenen in chicorei de meeste potentie hebben. “De eerste resultaten zijn veelbelovend. Hier zit zeker muziek in.”

De ontwikkeling van nieuwe veredelingstechnieken gaat gepaard met de nodige drempels. Zo maakt Europese wet- en regelgeving toepassing van CRISPR-Cas in gewassen binnen Europa in de praktijk vrijwel onmogelijk, zegt Bosch. “Onder de huidige wetgeving wordt elk gewas dat via CRISPR-Cas is veredeld binnen de EU behandeld als een genetisch gemanipuleerd organisme (GMO), ook als er geen soortvreemd DNA in zit.” Aan de toelating van GMO's gaan zeer uitgebreide veiligheidsonderzoeken vooraf. Zeker voor kleinere gewassen, zoals cichorei, waarvoor geen grote afzetmarkt bestaat, loont dat voor plantenveredelingsbedrijven niet de moeite.