De koolzaadteelt kampt ieder jaar met opbrengstverliezen door peulen die te vroeg openbreken bij stormweer. Een ernstig probleem waar wetenschappers van het Gentse innovatiecentrum voor plantenbiotechnologie van Bayer een antwoord voor zochten èn vonden.

Koolzaad wordt op grote schaal verbouwd, wereldwijd gaat het om 35 miljoen hectaren wat overeenstemt met de grootte van gans Spanje. Na soja is koolzaad het tweede belangrijkste oliegewas dat door boeren gecultiveerd wordt.

Koolzaad voor voedingsolie
“De laatste 20 jaar is er een enorme toename van de productie dankzij de interesse in plantaardige olie en het gebruik van biodiesel,” aldus Benjamin Laga, die sinds 2005 het project voor een betere koolzaadvariëteit leidt binnen het innovatiecentrum voor plantenbiotechnologie van Bayer. “Lange tijd kampte koolzaad met beperkingen maar dankzij veredelingsprogramma’s sinds de jaren 70 kwamen er varianten op de markt die koolzaadolie tot een ideale voedingsolie maakten.”

 

Dankzij veredelingsprogramma’s kwamen er koolzaadvarianten die koolzaadolie tot een ideale voedingsolie maakten Benjamin Laga

 

Innovatietraject van vallen en opstaan
Helaas stellen oogsten van koolzaad dikwijls teleur doordat peulen te vroeg openbreken met stormweer. Daarom riep Bayer het project in het leven met naast Benjamin Laga, ook de wetenschappers Bart Lambert en Bart den Boer als belangrijke wetenschappers. “Het project is een typisch voorbeeld van een innovatietraject,” vertelt Laga. “Het was een traject van vallen en opstaan, van durven iets anders te doen, van collaboratie tussen de academische wereld en de private sector.”

Juiste genen opgespoord
Het onderzoeksproject kende grofweg drie fasen. Bij de start kwam het Gentse team in contact met professor Yanofsky van de University of California San Diego. Hij was actief met onderzoek op modelschaal naar genen die verantwoordelijk zijn voor de bloem- en vruchtontwikkeling van de zandraket, een eenjarige plant uit de kruisbloemenfamilie. Yanofsky spoorde de genen op die betrokken zijn bij de aanleg van een naad in de peul. “Op basis van zijn onderzoek en door genetische modificatie konden wij die genen uitschakelen en bevestigen dat ze dezelfde rol vervulden in koolzaad.” Maar genetische modificatie is een duur proces en de techniek wordt niet omarmd door de Europese Unie.

©iStock

We verhoogden de sterkte van de peul door een subtiele verandering in een bepaald gen, zodat de plant zijn zaad niet verliest Benjamin Laga

 

Teleurstellend effect
Ook met het alternatief, chemische mutagenese, werd in eerste instantie nog niet het gewenste resultaat bereikt. Mutagenese is een stralingsbehandeling waarbij het DNA van zaden geraakt wordt. Laga: “Bij koolzaad had klassieke mutagenese echter geen kans van slagen omdat genen er in meerdere exemplaren aanwezig zijn. Daarom sloegen wij we een nieuwe weg in door een selectie van mutaties op DNA-niveau uit te voeren.” Hierdoor kon het team alle exemplaren van de doelgenen in koolzaad uitschakelen. Het gevolg hiervan; in plaats van peulen bleven er tubes over die wel resistentie vertoonden tegen verlies maar niet langer oogstbaar waren. Het teleurstellend effect was een verminderde opbrengst.

Subtiele verandering in plaats van uitschakeling
Het team moest verder op zoek met als uitdaging: hoe kunnen we zonder de doelgenen volledig uit te schakelen een product krijgen met een gewenst sterkte-effect? “Door het gen via een mutatie subtiel te veranderen eerder dan uit te schakelen verhoogden we de sterkte van de peul voldoende zodat de plant zijn zaad niet verliest, terwijl het koolzaad toch nog met een maaidorser kan geoogst worden.” Die wetenschappelijk doorbraak bleef niet onopgemerkt. De Gentse onderzoekers ontvingen hiervoor de prestigieuze tweejaarlijkse Otto Bayer medaille 2016, de hoogste R&D onderscheiding.

Groot buitenlands succes
De techniek werd bovendien in 2014 gecommercialiseerd in Canada, waar het een groot commercieel succes is. De adoptie van de technologie verliep er zeer vlug. Momenteel worden de koolzaadvariëteiten met deze nieuwe eigenschap klaargemaakt voor de Europese markt. Laga: “De nieuwe variëteit leidt tot minder stress bij de boer, betere opbrengsten en een lagere kooldioxide-uitstoot. Bovendien is de kwaliteit van het zaad beter en het gewicht hoger. Onderzoek en ontwikkeling is een werk van lange adem, door samenwerking met partners hebben wij mooi resultaat geboekt dat de reputatie van het Gentse innovatiecentrum van Bayer verder versterkt.”