Publicatie bij de rede, uitgesproken bij de aanvaarding van het ambt als lector Green Biotechnology aan Hogeschool Inholland te Amsterdam op 20 mei2015 door dr. C.M. Kreike
Het Genomisch kookboek is een boekje waarin moleculair biologische processen worden geïllustreerd met behulp van metaforen rondom koken.
MULTIFILE
Door een opeenstapeling van maatschappelijke, ecologische en politieke crisissen nemen de wensen en eisen die aan de tuinbouwsector gesteld worden hand over hand toe. Aan de andere kant nemen ook de kansen en mogelijkheden door toegenomen kennis en voortdenderende technologische ontwikkelingen rap toe. De tuinbouw verkeert hierdoor in dermate wild vaarwater dat, gezien de veelvoud aan transities, gerust gesproken kan worden van een systeemtransitie. Een systeemtransitie naar een ecologisch en economisch duurzame tuinbouw door productiesystemen die zowel stabiel als hoogproductief zijn, vraagt niet om een vlucht in het verleden, maar om een sprong de toekomst in. Een sprong naar een productiesysteem gebaseerd op kennis van de plant en de interactie met zijn (ecologische) omgeving, ondersteund door hoogwaardige technologie met een hernieuwde vorm van procescontrole. In dit essay onderzoek ik hoe ik als associate lector levende teeltsystemen voor Inholland bij wil dragen aan onderzoek en onderwijs op de actuele transitiepaden van de glastuinbouw. Hoe ik kan bijdragen aan kennis ontwikkeling, nieuwe methoden ontwerpen in onderzoek en deze vertalen naar praktijkgerichte oplossingen. Zo wil ik door samenwerking met collega-onderzoekers en studenten van binnen en buiten Inholland verder invulling geven aan de realisatie van mijn missie. “In onderzoek en onderwijs bijdragen aan een tuinbouwproductiesysteem dat functioneert als een ecosysteem, waarin het samenspel van een grote diversiteit aan levende organismen bijdraagt aan de gezondheid van het productiesysteem en het product dat het produceert. Waarin onze gezamenlijke kennis tot de kunde leidt om levende teeltsystemen als evenwichtige ecosystemen te ontwerpen en te beheren. Waarin telers de biodiversiteit versterken en verzorgen, zodat deze bijdraagt aan de kwaliteitsproductie, in een samenspel van technologie, ecologie en menselijk vernuft. Tuinbouw dus die de wereld van gezonde producten voorziet en in balans is met zichzelf en haar omgeving.”
De Nederlandse onafhankelijke bierbrouwers, die zijn aangesloten bij branchevereniging CRAFT, hebben een groeiend te kort aan hop. Achteruitgang van het teeltareaal en slechte zomers zorgen ervoor dat er te weinig hop beschikbaar is. Hop is een belangrijke smaakcomponent in het brouwen van speciaalbier, waar deze bierbrouwers in gespecialiseerd zijn en waar steeds meer vraag naar is. De teelt van hop is echter uit Nederland verdwenen waardoor de brouwers afhankelijk zijn van hop uit het buitenland. De bierbrouwers zijn daarom op zoek naar een Hollandse hop, met een authentieke smaak, die lokaal geteeld kan worden, voor het brouwen van hun speciaalbieren. In deze aanvraag willen we nieuwe teeltmethoden ontwikkelen om hoogkwalitatieve hop in Nederland te telen. Daarnaast gaan we voor de veredeling van een Hollandse hop variëteit op zoek naar hopplanten in herbaria en in het wild, die als kruisingsouders kunnen dienen. Van deze planten gaan we DNA-profielen maken en vergelijken met de DNA-profielen van huidige variëteiten om de genetische overeenkomsten en verschillen tussen de planten in kaart te brengen. Tevens gaan we de smaak-profielen van de verwilderde en huidige hop variëteiten bepalen om authentieke smaakcompenten op te sporen. De nieuwste technieken op het gebied van DNA sequensing en chemische analyse van inhoudsstoffen zullen ingezet worden om deze gegevens te verzamelen. Daarnaast zullen moleculaire merkers ontwikkeld worden die gebruikt worden bij merker-gestuurde veredeling. De verzamelde gegevens over de genetische achtergrond (fylogenie) en smaakcomponenten zullen als basis dienen voor de keuze van het beste oudermateriaal om te starten met de moleculaire veredeling van een nieuwe Hollandse hop variëteit die een authentieke smaak heeft, lokaal in Nederland geteeld wordt, en gebruikt wordt voor het maken van lokaal speciaalbier.
Aanleiding De Nederlandse zaad- en plantenveredelingsbedrijven staan internationaal aan de top. Om deze goede concurrentiepositie te behouden zijn innovaties in de veredelingstechnieken noodzakelijk, zoals moleculaire veredeling. Op dit moment is er in het werkveld behoefte aan een methode waarmee men heel specifiek, op één plaats in het DNA, een mutatie kan aanbrengen ('targeted mutagenesis'). Zeer recent is hiervoor een nieuwe, veelbelovende methode beschreven, namelijk de CRISPR/Cas-technologie. Met deze techniek kunnen de bedrijven relatief eenvoudig veel preciezer en sneller veredelen, waardoor de internationale concurrentiepositie behouden blijft. Verschillende veredelingsbedrijven en onderwijsinstellingen willen daarom de toepasbaarheid van deze nieuwe technologie onderzoeken. Doelstelling Het programma wil vaststellen wat de toepasbaarheid van de CRISPR/Cas-technologie is en welke potentie deze technologie heeft in gewassen die van belang zijn voor de Nederlandse zaad- en plantenveredelingsbedrijven. Het onderzoek bestaat uit twee fasen: 1) de techniek wordt getest en geoptimaliseerd in het modelgewas petunia en aanverwante soorten zoals tomaat en aardappel. 2) het onderzoeksteam past de techniek toe in gewassen die voor de bedrijven commercieel interessant zijn, zoals gewassen uit de familie van de Solanaceae, Brassicaceae en Cucurbitaceae. In het onderzoek worden diverse specialistische instrumenten en methodes ingezet en uitgetest (in combinatie met de CRISPR/Cas-technologie). Beoogde resultaten Na afloop van het project zijn er: 1) nieuwe protocollen voor het toepassen van de CRISPR/Cas-technologie in petunia, Solanaceae, Brassicaceae en Cucurbitaceae; 2) nieuwe vectoren (dragers) voor het maken van de plaatsspecifieke mutaties; 3) methoden voor het aantonen van de mutaties op DNA-niveau; 4) mutante petunia's waarvan de bloemkleur, bloemgeur, bloemvorm of de aanwezigheid van trichomen ('haren') zijn veranderd; 5) mutante Solanaceae-, Brassicaceae- en Cucurbitaceae-planten waarvan de plantvorm, de inhoudsstoffen of de gevoeligheid voor een ziekte is veranderd. De lector Green Biotechnology van Hogeschool InHolland stuurt met (docent-)onderzoekers het project aan. De studenten van de betrokken hogescholen participeren binnen het reguliere onderwijs (projectonderwijs) en via stage- en afstudeeropdrachten in het onderzoek. Al tijdens het onderzoeksproject vindt de implementatie van de technologie in het onderwijs plaats. De consortiumleden wisselen maandelijks ervaring, materialen en protocollen uit. Het gehele consortium komt minstens 2 keer per jaar bijeen om de resultaten en voortgang te bespreken.
