Moderne aardappels hebben slap stuifmeel door het eindeloze klonen

‘Aligot’ heette het gerecht dat Corentin Clot (1994) al op jonge leeftijd graag at, thuis in het Zuid-Franse departement Aveyron. „Gestampte aardappel met een heleboel zéér jonge kaas erdoorheen”, licht hij toe vanuit zijn werkkamer aan de Wageningen Universiteit. „Dat is het traditionele gerecht in de streek. Van een goede aligot kun je meterslange draden trekken.”

Clot kwam, kortom, al op jonge leeftijd veelvuldig met aardappels in aanraking. Hij woonde op een boerderij – „mijn vader hield koeien” – en volgde in Toulouse een studie die biologie en landbouwkunde met elkaar combineerde.

Puzzeltjes oplossen

Tijdens een stage aan de Amerikaanse Michigan State University raakte hij naast de culinaire kwaliteiten ook geïnteresseerd in de genetische eigenschappen van de aardappel. „Ik ontdekte dat je bij genetica vaak een soort puzzeltjes moet oplossen, daar houd ik van. En bij de aardappel zijn die puzzels extra complex, omdat de meeste aardappelrassen zoals wij die kennen niet over twee sets chromosomen per celkern beschikken, zoals de mens, maar over vier: ze zijn tetraploïd.”

Clot besloot om twee masters te doen: één in Toulouse en één in Wageningen. „Ik wist dat ze hier in Nederland veel met genetica en bio-informatica doen, dus daar wilde ik meer van leren. En ik kwam in contact met Herman van Eck, mijn co-promotor, die al decennialang onderzoek doet naar de aardappelgenetica.”

Aardappelen hebben twee manieren om zich voort te planten, vertelt Clot: seksueel en klonaal. „Bij die tweede manier – de ‘gangbare’ manier, als je het vanuit de oogst bekijkt – spelen de knollen een cruciale rol. Maar de seksuele voortplanting is nodig om nieuwe rassen te kunnen kweken, dus voor veredeling. Daarvoor zijn de bloemen noodzakelijk.”

Gewenste eigenschappen

Voor zijn promotie wilde Clot onderzoeken hoe die aardappelveredeling efficiënter kan. „Juist omdat de meeste rassen tetraploïd zijn, is de kans erg klein dat alle gewenste erfelijke eigenschappen van de ouders aan een nakomeling worden doorgegeven.” Om er zeker van te zijn dat een gen dat codeert voor een bepaalde gewenste eigenschap overerft, zou dat op elk van de vier chromosomen aanwezig moeten zijn bij de ‘ouderaardappel’. „Dat noemen we dan homozygoot. Van diploïde aardappelen weten we dat je zo’n homozygote ouder kunt verkrijgen door zelfbestuiving: de aardappel bevrucht zichzelf.”

Maar om daartoe in staat te zijn, moet een individu ook zelfcompatibel zijn. „Uit die zelfbevruchting, waarbij het eigen stuifmeel dus op de eigen eicellen terechtkomt, moeten daadwerkelijk nieuwe bessen met zaden gaan groeien.” Van diploïde aardappels was al bekend dat ze een bepaald gen bezitten dat zelfcompatibiliteit mogelijk maakt. Maar Clot ontdekte tot zijn verrassing dat ook tetraploïde aardappels dat zogeheten Sli-gen bezitten.

„Het was er dus al die tijd, recht onder onze neus, maar we zagen nooit spontane bessen. Want al zijn aardappels in theorie wel in staat tot zelfbevruchting, in de praktijk komt het eigenlijk nooit voor. Als aardappels zich met knollen vermeerderen raakt seksuele voortplanting in onbruik omdat ze door al dat eindeloze klonen slap stuifmeel hebben gekregen. If you don’t use it you slowly lose it. Ze zijn gewoon niet zo vruchtbaar meer.” Voor Clot vormde de ontdekking dat het gen zo wijdverspreid is een van de hoogtepunten van zijn onderzoek. „Vervolgens wilden we de tetraploïde variëteiten verder verbeteren door ze te kruisen met diploïde aardappels, waarin het combineren van wenselijke eigenschappen veel eenvoudiger is.”

Onvruchtbare nakomelingen

Normaal gesproken kun je individuen met een verschillend ploïdieniveau niet met elkaar kruisen, omdat je dan onvruchtbare nakomelingen krijgt. „Elke geslachtscel bevat de helft van het totaal aantal chromosomen in een gewone cel, dus bij een tetraploïde geslachtscel gaat het om twee sets chromosomen en bij een diploïde om één set. Als je die bij elkaar brengt, krijg je triploïde nazaten, en die zijn niet levensvatbaar. Maar soms gebeurt het dat een diploïde aardappel tóch geslachtscellen produceert met een dubbele set chromosomen. Die kan dus een prima match vormen met een tetraploïde aardappel.

„We hebben ontdekt welke erfelijke factoren ervoor zorgen dat een diploïde aardappel die ongereduceerde geslachtscellen produceert. Eigenlijk gaat het om een mutatie, een genetische fout, die voordeel oplevert.” Toekomstige veredeling, zo denkt Clot, kan daarvan profiteren. „Je wilt niet alléén maar zelfbestuivende aardappels, want dan verlies je groeikracht en fertiliteit door inteelt. Maar als je in eerste instantie door zelfbevruchting van diploïden ervoor zorgt dat de belangrijkste eigenschappen homozygoot zijn en die vervolgens via stuifmeel doorgeeft aan tetraploïde planten dan wordt de veredeling van gezonde rassen met een goede opbrengst een stuk eenvoudiger.”

In het ideale scenario zou ook worden geselecteerd op planten die resistenter zijn tegen plagen, ziekten en effecten van klimaatverandering, zegt Clot. „Dat is mijn droom: dat je niet alleen méér aardappelen hebt maar dat de teelt ook duurzamer kan plaatsvinden, bijvoorbeeld met minder bestrijdingsmiddelen. Maar wij hebben slechts het gereedschap ontworpen, het is aan de kwekers om te bepalen hoe ze dat inzetten.”