14-02-2017 09:54 | Door: Erik Verheggen

Wetenschappers hebben het hele DNA van quinoa ontrafeld. Dit opent deuren voor duurzame en veelzijdige varianten van het gewas.

Het team van onderzoekers, waaronder quinoa-veredelingsexperts van Wageningen University & Research, hebben in het gezaghebbende tijdschrift Nature de complete DNA-volgorde van quinoa gepubliceerd.

Het voedselgewas verovert vanuit Zuid-Amerika de wereld, meldt Wagingen UR in een nieuwsbericht. Quinoa is rijk is aan essentiële aminozuren en voedingsvezels en bevat geen gluten.

Opbrengst

Voor boeren is quinoa belangrijk omdat het gewas ook op slechte gronden een behoorlijke voedselopbrengst geeft. De nieuwe kennis over het quinoa-DNA wordt nu al door veredelaars gebruikt, bijvoorbeeld om quinoarassen te ontwikkelen die heel goed tegen zoute grond kunnen en tegelijk voldoen aan de smaak-wensen van consumenten.

Quinoa hoort tot een plantenfamilie die bekend is om zijn groeikracht onder zware omstandigheden, zoals in arme gronden, op grote hoogte en zelfs in zoute gronden. Er zijn nu al bepaalde quinoa-types die voedsel produceren op plaatsen waar andere voedselgewassen, zoals tarwe en rijst, nauwelijks opbrengst leveren. Daarom wordt quinoa gezien als een gewas dat kan helpen om met minder input aan bijvoorbeeld water en mest extra voedsel te produceren.

Robert van Loo, expert quinoaveredeling van Wageningen University & Research en zijn collega’s gaan de nieuwe kennis onder andere gebruiken voor de ontwikkeling van quinoarassen die goed voldoen aan de wensen van consumenten en boeren.

quinoa

Van Loo: “We hebben bijvoorbeeld mutaties ontdekt die ervoor zorgen dat bepaalde quionarassen geen bittere saponines kunnen maken. Dergelijke ‘zoete’ rassen hoeven niet te worden gepolijst om de bittere stoffen te verwijderen. Met de nieuwe kennis over het quinoa-DNA kunnen we in onze veredeling snel en eenvoudig de planten selecteren die geen bitterstoffen maken“

Teeltomstandigheden

In de toekomst kunnen onderzoekers er waarschijnlijk voor zorgen dat bestaande rassen, die bijvoorbeeld heel goed zijn aangepast aan de teeltomstandigheden in een bepaalde regio, geen bitterstoffen meer kunnen maken.

Van Loo: “Daarvoor zou gerichte mutatieveredeling een hele mooie aanpak kunnen zijn. Je begint met rassen die regionaal hun waarde al bewezen hebben. Zo zijn de rassen die in Zuid-Amerika worden geteeld, waarschijnlijk met één gerichte mutatie óók zoet te maken.”

De totale lengte van het DNA, het ‘genoom’, van quinoa is iets meer dan 1,3 miljard DNA-bouwstenen (de nucleotiden A,C, G of T) - verdeeld over achttien chromosomen. Op papier geprint zouden dat meer dan 500.000 bladzijden tekst zijn, aldus Wageningen UR.

Voor het op een rijtje zetten van de DNA-bouwstenen gebruikten de onderzoekers een slimme combinatie van verschillende zogenoemde DNA-sequencing technieken. Zo lukte het ze om uit de gigantische hoeveelheid DNA-informatie in de computer steeds grotere stukken DNA in elkaar te puzzelen. Maar daarbij kwamen ze eerst op ongeveer 3.500 stukjes, terwijl het uiteindelijk maar 18 stukken moesten worden: het aantal chromosomen. Niet alles kon zo helemaal aan elkaar gepuzzeld worden.

De onderzoekers gebruikten daarom ook genetische kaarten die waren gemaakt door planten met elkaar te kruisen en daarbij te bepalen hoe zogenaamde moleculaire merkers naar het nageslacht overerfden. Zo werd in kaart gebracht waar de moleculaire merkers op de 18 quinoa-chromosomen liggen.

De onderzoekers konden voor 85 procent van de DNA-bouwstenen die uit de DNA sequencing kwamen, uitpuzzelen waar ze op de chromosomen liggen. Van Loo: “Voor plantenveredelaars is dat een enorme winst.”

Voedselgewas

Al tijdens de oude beschavingen in de Andes was quinoa een belangrijk voedselgewas. Maar door de komst van de Spanjaarden raakte het gewas op de achtergrond. Daarom is quinoa nooit echt ‘gedomesticeerd’.

Een van de eigenschappen die quinoa wat minder aantrekkelijk maakte is de aanwezigheid van bitterstoffen in buitenkant van de zaden. Die bitterstoffen, saponines, kunnen wel uit de zaden verwijderd worden, maar dat kost tijd, geld en water. Wageningen University & Research heeft sinds de negentiger jaren van de vorige eeuw al vier rassen ontwikkeld die geen bitterstoffen bevatten.

Bron: Wageningen UR | Headerfoto: Fotos593, Shutterstock | In-tekst foto: SKABARCAT, Shutterstock