Hybride land- en tuinbouwgewassen kunnen een belangrijke rol spelen bij het ondersteunen van de wereldwijde voedselzekerheid. Ze produceren hogere opbrengsten en zijn vaak beter bestand tegen ziekten en klimaatstress dan niet-hybride rassen. Maar voor veel gewassen zijn er geen hybride rassen beschikbaar. Waarom is dat?

Maïs is een wereldwijd zeer belangrijk gewas en het gebruik van hybride rassen is routine. Het eerste type werd al in 1930 geïntroduceerd. Maar dat is niet gebeurd voor andere grote gewassen zoals tarwe en cassave. Nu is voor het eerst uitgebreid onderzoek gedaan naar alle factoren die bepalen of commerciële veredelaars een hybride ras kunnen bedenken. Soms zijn er biologische uitdagingen. Vaak spelen economische factoren een rol.

Het is een uniek uitgebreid onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Plants . De auteurs van het artikel zijn verbonden aan hybride aardappelveredelingsbedrijf Solynta en Wageningen University &Research. De hoofdauteur is Emily ter Steeg, een Ph.D. kandidaat ontwikkelingseconomie.

Inteeltlijnen genereren

Een hybride ras is "een afstammeling van twee ouderplanten die elkaar perfect aanvullen. De hybride combineert dan de beste eigenschappen van de ouders", zegt ter Steeg. Maar om geschikte ouders te genereren, moet je ervoor zorgen dat ze genetisch zo uniform mogelijk zijn (homozygoot). Je kunt dit doen door de ouders met zichzelf te kruisen - een proces dat 'zelfzucht' of 'inteelt' wordt genoemd. "Het ontwikkelen van sterke ouderlijnen kost tijd en geld. De plantenveredelaar moet er dus op kunnen vertrouwen dat hij deze investering terugverdient", zegt ter Steeg.

Er zijn veel obstakels te overwinnen. Allereerst moet het biologisch mogelijk zijn om die homozygote ouderlijnen te produceren. Een zelfbestuivende plant is ideaal, terwijl het voor planten die altijd kruisbestuiven met een andere plant veel moeilijker is. Bovendien hebben sommige gewassen ook meerdere sets chromosomen, wat het nog moeilijker of bijna onmogelijk maakt om inteeltouderlijnen te produceren.

De aardappel die op onze akkers wordt geteeld, heeft bijvoorbeeld vier sets chromosomen met erfelijk materiaal. Dat is een belangrijke reden waarom er zo weinig pogingen zijn gedaan om inteeltlijnen te genereren. Het maakt de aardappelveredeling bijzonder moeilijk en daarom hebben we nog oude rassen zoals de Bintje of Russet Burbank.

Maar we boeken vooruitgang. Er zijn namelijk ook diploïde aardappelen die maar één set genen hebben. Deze rassen ondersteunden geen inteelt. Maar wetenschappers van Solynta en Wageningen University &Research hebben dat obstakel onlangs weten te omzeilen. Het Sli-gen is daarvoor de sleutel. Nu is het pad duidelijk om aardappelen te ontwikkelen uit hybride zaden in plaats van uit knollen.

Economische drijfveren

"Bij tarwe is er nog een probleem. Tarwe produceert relatief weinig zaden per bestuiving en tot nu toe is de toegevoegde waarde van hybride rassen beperkt. Het is ook een gesegmenteerde markt. Daarom is het ontwikkelen van hybride tarwe nog niet kosteneffectief voor plantenveredelaars ”, zegt ter Steeg.

De wetenschappers onderzochten de economische drijfveren voor de ontwikkeling van een hybride ras. Enerzijds zijn er de kosten van het ontwikkelproces en anderzijds de verwachte opbrengsten. Beide spelen een belangrijke rol. "Grote markten of markten met een hoge toegevoegde waarde zijn winstgevender voor plantenveredelaars. Daarom zie je hybride variëteiten van grote mondiale gewassen en belangrijke groenten, maar minder voor kleine lokale gewassen. Ook bepaalt de marktprijs van de geoogste producten hoeveel een teler is bereid om in zaden te investeren. Daarom beïnvloeden de marktprijzen voor telers de zaadprijzen en inkomsten van veredelaars."

Gezamenlijke inspanning

Hoogproductieve, robuuste gewassen zijn dringend nodig om de uitdagingen van wereldwijde voedselzekerheid en klimaatverandering het hoofd te bieden. "Maar er is een gebrek aan vooruitgang in de veredeling van sommige basisgewassen, die belangrijk zijn voor de voedselzekerheid. Dit geldt voor cassave, suikerriet en zoete aardappelen, maar ook voor traditionele bladgroenten en fruit. Als we de toegang tot voedzaam voedsel in armere landen, is het belangrijk om ook in commercieel minder aantrekkelijke gewassen vooruitgang te boeken", zegt ter Steeg.

De auteurs van de Nature Plants artikel bevelen publiek-private samenwerkingen aan in gevallen waarin veredelaars niet direct een businesscase zien. “Voorbeelden van een dergelijke aanpak zijn het landelijke programma Topsectorenonderzoek en zijn voorganger Technologisch Top Instituut Groene Genetica. Zo zijn er veel genotypen (halffabrikaten) aangeleverd in onder meer paprika's en tomaten, die vervolgens door veredelingsbedrijven werden gebruikt om nieuwe ziekteresistente rassen te ontwikkelen."