De nieuwe banaan komt eraan

De banaan die wij in Nederland kopen, heeft geen zaden. Dat is eigenlijk vreemd, want planten maken vruchten en zaden om zich voort te planten. De banaan die wij eten, doet dat niet. Zij vermeerdert zich met scheuten, uitlopers die onderaan de plant groeien en voor de volgende plant en tros bananen zorgen.

In het laboratorium kan de productie van zijscheutjes worden versneld zodat je in kortere tijd heel veel bananenplanten kan maken, bijvoorbeeld voor een nieuwe plantage. Elke nieuwe plant is genetisch gelijk aan de plant waaruit zij is gestekt. De twintig miljoen ton bananen die jaarlijks vanuit de tropen worden geëxporteerd naar de supermarkten zijn genetisch bijna allemaal hetzelfde. Ze komen voort uit een grote monocultuur van de Cavendish-banaan, een variëteit die het nu moeilijk heeft omdat blad- en bodemschimmels haar voortbestaan bedreigen.

Veredeling heeft altijd tot doel om gewenste eigenschappen van verschillende planten bij elkaar te brengen. Bijvoorbeeld om de smaak van een vrucht te verbeteren of om de plant resistent te maken tegen plagen en ziekten. De gangbare manier is om planten met elkaar te kruisen en daaruit nakomelingen te selecteren die de gewenste eigenschappen hebben. Bij het kruisen van planten krijgen de nakomelingen de helft van de genen van de moederplant en de andere helft van de vaderplant. Elke nakomeling krijgt een verschillend deel van het DNA van zijn ouders mee. De kunst van het veredelen is de geschikte nakomeling te vinden met de juiste combinatie van eigenschappen.

Selectie op DNA

Je kunt selecteren op uiterlijk, zoals een mooie of grote vrucht, of een blad dat minder is aangetast door een schimmel, maar dat proces duurt bij bananen best lang en kost veel ruimte. Je moet immers wachten tot de bananentrossen rijp zijn. Je kunt ook selecteren op de genetische eigenschappen: als we weten welk stukje DNA verantwoordelijk is voor de gewenste goede eigenschappen, kunnen we op basis van het DNA van de nakomelingen zien welke eigenschappen ze hebben gekregen van de moeder- of vaderplant. Op die manier kunnen we de veredeling sterk versnellen. Zeker omdat natuurlijk veel meer dan twee eigenschappen relevant zijn. In het laboratorium kun je in één klap veel meer eigenschappen in de gaten houden dan een klassieke bananenveredelaar kan – die dus alleen naar uiterlijke kenmerken kijkt.

Maar nu zitten we nog steeds met het probleem dat de banaan zoals wij die kennen geen zaden maakt en dus moeilijk kan worden gebruikt voor kruisingen. Dit is de voornaamste reden waarom er zo weinig variëteiten van de banaan in de supermarkt liggen. Hoe is de Cavendish-banaan eigenlijk steriel geworden? Bij een kruising krijgt elk zaadje een setje chromosomen van de moeder mee en een setje van de vader, twee kopieën dus. De vrucht is dan diploïd. Maar bij de Cavendish-banaan heeft het zaadje één setje van de moeder en twee van de vader gekregen. Dit gebeurt heel soms, bij toeval, in de natuur. Dat proces levert wel een goed groeiend plantje op met mooie bananentrossen, maar omdat je drie setjes chromosomen niet goed in tweeën kunt delen, kan de plant geen zaad en dus geen nakomelingen creëren. De plant wordt daarom steriel. Voor de consument is dat uitstekend, want het levert lekker fruit op zonder zaden, maar voor de genetische diversiteit van de bananen is het minder goed.

Plantenveredelaar Fernando Garcia-Bastides maakt kruisingen door met een borsteltje pollen van de ene bloem naar de andere te brengen. (Bron: KeyGene)

Collectie wilde bananen

Gelukkig bestaat er in de natuur een enorme diversiteit aan diploïde, vruchtbare, zaadhoudende bananenplanten. Een grote collectie wilde bananen is onderzocht op resistentie tegen de gevreesde fusariumverwelkingsziekte en gelukkig zijn veel soorten gevonden die niet ziek worden van de bodemschimmel. Die bananenplanten worden nu met elkaar gekruist. De selectie vindt plaats op basis van hun DNA, dus kunnen veredelaars snel planten identificeren die zowel geschikt zijn voor de teelt als voor de consumptie. In de laatste stap worden de bananenplanten weer zaadloos gemaakt. Dan is er een variëteit die niet alleen lekkere bananen levert, maar ook bestand is tegen de fusariumverwelkingsziekte.

Veredelaars kunnen de diversiteit ook vergroten met andere methoden. Bijvoorbeeld door mutatieveredeling, waarbij de plant behandeld wordt met bepaalde chemicaliën. Hierbij wekken ze bewust kleine veranderingen in het DNA op. Ze bootsen daarmee de natuur na, want door zonnestraling of fouten bij het verdubbelen van het DNA voordat de cel zich in tweeën splitst, ontstaan vaak ook mutaties. Dit natuurlijke proces is medeverantwoordelijk geweest voor de grote variatie van wilde bananenplanten die we in de natuur vinden.

CRISPR-Cas

Als nieuwe mutaties worden aangebracht op een plek in het DNA die ervoor zorgt dat de plant niet vatbaar is voor de fusariumverwelkingsziekte dan heeft de veredelaar wat in handen. Deze methode is bij andere gewassen al met succes gebruikt, voor de banaan wordt ze op dit moment ontwikkeld. Wel moet dan bekend zijn waar in het DNA een mutatie gunstig is en waar niet.

Een nieuwe techniek waarmee heel precies en gericht mutaties in het DNA kunnen worden aangebracht is CRISPR-Cas. Deze methode wordt sinds kort ook toegepast op de bananenplant, de eerste resultaten zullen de komende drie tot vijf jaar duidelijk worden. De banaan is niet de gemakkelijkste plant om te veredelen. Maar een nieuwe variant die resistent is tegen ziekten is niet meer zo ver weg, zeker nu er een aantal internationale initiatieven is gestart die het onderzoek naar nieuwe resistente variëteiten nog verder zullen versnellen.