In de jaren '20 van de vorige eeuw verzamelde Arthur Watkins, een Britse plantwetenschapper, wereldwijd tarwemonsters. Het resultaat van zijn monnikenwerk, een collectie van 827 graansoorten, blijkt een 'genetische goudmijn', die ingezet kan worden om robuuste tarwesoorten te ontwikkelen die beter bestand zijn tegen de klimaatverandering en minder afhankelijk zijn van stikstofmeststoffen.
"Tarwe is een hoeksteen van de menselijke beschaving geweest," zegt Simon Griffiths in The Guardian. "In regio's als Europa, Noord-Afrika, grote delen van Azië en later Noord-Amerika heeft de teelt ervan grote rijken gevoed, van het oude Egypte tot de groei van het moderne Groot-Brittannië." Eén op de 5 calorieën die mensen wereldwijd consumeren, komt van tarwe.
Alle tarwe die we tegenwoordig eten, is afgeleid van wilde variëteiten die oorspronkelijk gedomesticeerd en gecultiveerd werden in de Vruchtbare Halvemaan in het Midden-Oosten, het stroomgebied van de rivieren Eufraat en Tigris, zo'n 10.000 jaar geleden toen mensen hun voedselvoorziening van eigen oogsten gingen halen en gingen boeren.
In de loop van duizenden jaren zijn veel van deze variëteiten en hun genen verdwenen, een proces dat zo'n 100 jaar geleden in een stroomversnelling kwam dankzij de wetenschap van de plantenveredeling. Variëteiten met eigenschappen die toen als niet waardevol werden beschouwd, werden afgedankt en niet meer onderhouden door ze te telen en er regelmatig nieuw zaad van op te slaan.
Dat is niet zonder gevolgen gebleven, blijkt uit een recente studie. Britse wetenschappers van het John Innes Centre, waar de 827 graanvariëteiten die Arthur Watkins een eeuw geleden verzamelde bewaard waren, zochten de samenwerking met de Chinese Academie van Landbouwwetenschappen. Al meer dan 10 jaar wilden de onderzoekers de genen in de Watkins-collectie onderzoeken, maar ze stuitten op een uitdaging: het tarwegenoom is 17 miljard DNA-eenheden groot. Het menselijk genoom telt maar 3 miljard basenparen. De Chinezen slaagden erin de 827 tarwesoorten in 3 maanden te decoderen tot een petabyte aan data (dat is 1 miljard MB. Ter vergelijking: een film in HD-kwaliteit is ongeveer 5 GB, een petabyte bevat dus ongeveer 200.000 HD-films).
Tot verrassing van de onderzoekers benutten moderne tarwerassen slechts 40% van de genetische diversiteit uit de Watkins-collectie. Dit biedt enorme kansen, zegt Shifeng Cheng, de Chinese projectleider, "We kunnen de nieuwe, functionele en nuttige diversiteit terugvinden die verloren ging in moderne tarwe na de 'groene revolutie' in de 20e eeuw, en hebben de mogelijkheid om ze terug toe te voegen aan veredelingsprogramma's." Griffiths beaamt dat volmondig en spreekt van 'een genetische goudmijn'.
De 'ongebruikte' genen die nu in kaart gebracht zijn, kunnen helpen robuuste, toekomstbestendige tarwerassen te ontwikkelen in tijden van klimaatverandering en verzilting. Deze nieuwe rassen zouden beter bestand kunnen zijn tegen ziekten, op zoute grond kunnen groeien en minder afhankelijk zijn van stikstofmeststoffen (waarvan de productie veel CO2-uitstoot veroorzaakt).
Alle tarwe die we tegenwoordig eten, is afgeleid van wilde variëteiten die oorspronkelijk gedomesticeerd en gecultiveerd werden in de Vruchtbare Halvemaan in het Midden-Oosten, het stroomgebied van de rivieren Eufraat en Tigris, zo'n 10.000 jaar geleden toen mensen hun voedselvoorziening van eigen oogsten gingen halen en gingen boeren.
In de loop van duizenden jaren zijn veel van deze variëteiten en hun genen verdwenen, een proces dat zo'n 100 jaar geleden in een stroomversnelling kwam dankzij de wetenschap van de plantenveredeling. Variëteiten met eigenschappen die toen als niet waardevol werden beschouwd, werden afgedankt en niet meer onderhouden door ze te telen en er regelmatig nieuw zaad van op te slaan.
Dat is niet zonder gevolgen gebleven, blijkt uit een recente studie. Britse wetenschappers van het John Innes Centre, waar de 827 graanvariëteiten die Arthur Watkins een eeuw geleden verzamelde bewaard waren, zochten de samenwerking met de Chinese Academie van Landbouwwetenschappen. Al meer dan 10 jaar wilden de onderzoekers de genen in de Watkins-collectie onderzoeken, maar ze stuitten op een uitdaging: het tarwegenoom is 17 miljard DNA-eenheden groot. Het menselijk genoom telt maar 3 miljard basenparen. De Chinezen slaagden erin de 827 tarwesoorten in 3 maanden te decoderen tot een petabyte aan data (dat is 1 miljard MB. Ter vergelijking: een film in HD-kwaliteit is ongeveer 5 GB, een petabyte bevat dus ongeveer 200.000 HD-films).
Tot verrassing van de onderzoekers benutten moderne tarwerassen slechts 40% van de genetische diversiteit uit de Watkins-collectie. Dit biedt enorme kansen, zegt Shifeng Cheng, de Chinese projectleider, "We kunnen de nieuwe, functionele en nuttige diversiteit terugvinden die verloren ging in moderne tarwe na de 'groene revolutie' in de 20e eeuw, en hebben de mogelijkheid om ze terug toe te voegen aan veredelingsprogramma's." Griffiths beaamt dat volmondig en spreekt van 'een genetische goudmijn'.
De 'ongebruikte' genen die nu in kaart gebracht zijn, kunnen helpen robuuste, toekomstbestendige tarwerassen te ontwikkelen in tijden van klimaatverandering en verzilting. Deze nieuwe rassen zouden beter bestand kunnen zijn tegen ziekten, op zoute grond kunnen groeien en minder afhankelijk zijn van stikstofmeststoffen (waarvan de productie veel CO2-uitstoot veroorzaakt).
