Een hele klus, want de bekende tranentrekker heeft een genoom dat vijf keer groter is dan dat van ons!

Grote kans dat er ergens in je voorraadkast wel eentje rondslingert: een ui. Het is één van de meest geproduceerde groenten ter wereld die in tal van gerechten een rol speelt. Je zou dan ook denken dat deze groente weinig geheimen meer voor ons heeft. Maar niets is minder waar. Zo was tot voor kort onbekend hoe het genoom van de ui in elkaar stak. Daar hebben onderzoekers van de Wageningen University & Research (WUR) nu verandering in gebracht.

Omvangrijk genoom
De Wageningse onderzoekers hebben het genoom van de ui ontrafeld. En dat was een hele klus. “Met 16 gigabyte is de ui één van de groentegewassen met de grootste genomen,” vertelt onderzoeker Richard Finkers aan Scientias.nl. Het genoom van de ui is zestien keer groter dan dat van de tomaat. En zelfs vijf keer groter dan dat van de mens.

“Een genoom bevat rij veel repetitieve elementen,” aldus Finkers. “Deze elementen kunnen ervoor zorgen dat stukken DNA (met daarbij de behorende genen) gedupliceerd worden in het genoom. Op deze manier kan een genoom groter worden. Dit kan een voordeel hebben; de genen op het gedupliceerde stuk kunnen zich onafhankelijk ontwikkelen, waardoor er een bredere weerbaarheid kan ontstaan tegen de omstandigheden. Echter, een groter genoom kost ook energie. Dus er is ook een tegenmechanisme, wat ervoor zorgt dat een genoom weer (deels) deze gedupliceerde stukken kan kwijtraken. In de ui werkt dit mechanisme blijkbaar niet zo goed.”

Blauwe puzzel
Het resultaat is dan ook een enorm genoom dat nog niet zo gemakkelijk te ontrafelen is. “De repetitieve sequenties lijken erg op elkaar, dus het leggen van het juiste puzzeltje is complex – vergelijk het maar met het leggen van een puzzel van een strakblauwe lucht; en 95% van deze stukjes zijn blauw.”

Dat het nu gelukt is om deze puzzel te leggen, is goed nieuws. Veredelaars kunnen de ui gewapend met de genoomsequentie gerichter verbeteren of aanpassen. En dat is geen overbodige luxe. Want de ui staat nogal voor wat uitdagingen: van een veranderend klimaat tot ziekten. En het is belangrijk dat de ui deze uitdagingen het hoofd kan bieden. “De ui is in Nederland niet het meest sexy gewas, maar internationaal gezien heel belangrijk. Het gewas bevat veel goede inhoudsstoffen en vitamines. In andere landen van de wereld is de ui het belangrijkste gewas voor deze stoffen.”

Verrassingen
Wetenschappers kunnen met het genoom ondertussen op zoek naar antwoorden op prangende vragen. “Veel van de verrassingen moeten nog komen,” stelt Finkers. Zo kan er aan de hand van het genoom bijvoorbeeld worden uitgezocht waarom het mechanisme dat de groei van een genoom aan banden legt bij de ui wat minder goed werkt. Ook zijn onderzoekers heel benieuwd hoeveel genen op het uiengenoom nu werkelijk actief zijn. De onderzoekers hebben namelijk veel meer genen gevonden dan verwacht: zo’n 540.000, waar ze er eigenlijk maar 30.000 tot 50.000 hadden verwacht. “Dit is door de genoomexpansie, waar we het al eerder over hebben gehad, dus wel te verklaren. Veel van deze genen zullen ook niet meer actief zijn (maar de precieze analyses hebben we niet kunnen doen); na verwachting zou het resultaat van zo’n analyse aangeven dat inderdaad maar de verwachte 30.000 tot 50.000 genen actief zijn.”

Infrastructuur
Daarnaast zijn onderzoekers ook nog altijd niet klaar met het uiengenoom zelf. “Met het genoom bouwen we een infrastructuur,” stelt Finkers. “We gaan van ouderwetse karrensporen, nu naar een mooie infrastructuur met N-wegen; waarbij we straatnaambordjes en huizen (genen) kunnen labelen. Hierdoor ontstaat een eerste versie van een routekaart die veredelaars kunnen gebruiken om beter te begrijpen waarop ze veredelen, en wat het effect daarvan kan zijn. In het verlengde daarvan kan nu ook de natuurlijke variatie, waar veredelaars mee werken, beter in kaart gebracht worden door de veredelingsbedrijven. Deze inzichten kunnen ze dan weer verder gebruiken om te begrijpen waarom een bepaalde ui een bepaald fenotype (het totaal van alle waarneembare eigenschappen, red.) heeft. Dus samenvattend, een veredelaar kan veel gerichter te werk gaan, maar het ideale plaatje is er nog niet.” Dat is overigens ook niet zo gek. “Bij de mens is het genoom (waar zoveel meer mensen aan werken en dat veel kleiner is, red.) ook nog niet volledig af. En voor de ui moeten we ook nog wat werk verrichten voordat we de A-wegen infrastructuur gebouwd hebben.”

Maar een eerste belangrijke stap is nu gezet. En die gaat veredelaars en onderzoekers ongetwijfeld hebben om zich een beter beeld te vormen van de ui. En de ui ook klaar te stomen voor de (warmere) toekomst.