Op wereldschaal is er groeiende behoefte aan gezonde voeding die duurzaam geproduceerd is. De ambitie om aan de wereldvraag te voldoen is uitermate groot, zeker als wij ook de negatieve invloed van landbouw op natuur en milieu drastisch willen verminderen. Het voortdurend aanpassen en verbeteren van gewassen is daarbij essentieel zodat zij voldoen aan criteria als opbrengstzekerheid, weerbaarheid tegen ziekten en plagen en wensen van de consument.

Klassieke veredeling

De mensheid is zo’n tienduizend jaar geleden begonnen met landbouw. Aanvankelijk onbewust, maar later steeds bewuster en met meer kennis, zijn gewassen zo veredeld dat deze beter groeiden onder de lokale omstandigheden. Ook belangrijk, deze gewassen konden steeds beter geoogst en bewaard worden, en werden ook steeds beter eetbaar. Stoffen die een plant van nature maakt om zich weerbaar te maken tegen bijvoorbeeld insecten, werden daarbij steeds meer uitgeselecteerd. De mens ontwikkelde hiervoor een serie van technieken die nu gezamenlijk vallen onder de aanduiding klassieke veredeling. Centraal hierbij is dat genen uitgewisseld en herschikt worden in de nakomelingschap uit kruisingen zoals die in de natuur plaatsvinden. Vanaf de jaren dertig van de vorige eeuw kon een veredelaar daarbij ook de natuurlijke variatie in genen, waar klassieke veredeling gebruik van maakt, vergroten door allerlei mutaties te induceren met behulp van straling of chemicaliën.

De opkomst van genetische modificatie van gewassen

Vanaf begin jaren tachtig zijn technieken ontwikkeld waarmee genen in planten ingebracht kunnen worden die verder gaan dan wat met kruisingen mogelijk is. Met genetische modificatie kunnen erfelijke eigenschappen van sterk uiteenlopende soorten bacteriën, planten of dieren gecombineerd worden en daarmee een kruisingsbarrière geslecht. Sinds de eerste teelt van deze genetisch gemodificeerde gewassen in 1996 is mondiaal het areaal waarop ze geteeld worden enorm uitgebreid tot ca 180 Mha. Op dit moment is 82% van de soja, 68% van de katoen, 30% van de maïs en 25% van de koolzaad genetisch gemodificeerd. Opmerkelijk genoeg gaat het in feite maar om twee nieuw ingebrachte eigenschappen, namelijk het bestand zijn tegen het breed werkend onkruidbestrijdingsmiddel glyfosaat (met als productnaam Roundup) en een resistentie tegen specifieke schadelijke insecten, op basis van een eigenschap van de bacterie Bacillus thuringiensis (afgekort Bt). In tegenstelling tot de wijdverbreide teelt in bijvoorbeeld Noord- en Zuid-Amerika en Azië, is de teelt van deze genetisch gemodificeerde gewassen in Europa nauwelijks van de grond gekomen. Slechts in Spanje wordt op enige schaal Bt-maïs geteeld. Wel worden genetisch gemodificeerde soja, maïs, koolzaad en vooral ook katoen massaal in Europa ingevoerd en hier verwerkt, bijvoorbeeld tot veevoer of gedragen als kleding.

Het maatschappelijk debat rond genetisch gemodificeerde gewassen

Rond genetisch gemodificeerde gewassen is in Europa een verhit debat ontstaan dat nog steeds voortduurt. Analyse van dit debat geeft drie kernpunten. Ten eerste is een genoemd bezwaar dat genetische modificatie een nieuwe techniek is, waarvan op langere termijn niet duidelijk zou zijn welke risico’s er voor milieu of mens en dier zijn. Een argument tegen dit bezwaar is dat deze gewassen alleen geteeld mogen worden of verhandeld en geconsumeerd, na toelating op basis van een zeer omvangrijk veiligheidsonderzoek. Verschillende meta-studies, o.a. onder auspiciën van de Europese koepel van nationale wetenschapsacademies, tonen aan dat dit toelatingsonderzoek zodanig van opzet is dat risico’s op ongewenste effecten van de betreffende genetische modificatie voldoende zijn ingeperkt. Het tweede bezwaar is dat teelt van genetisch gemodificeerde gewassen zou leiden tot een grootschalige landbouw waartegen in Europa grote bedenkingen bestaan. Daarbij kijken tegenstanders naar landbouwsystemen in Noord- en Zuid-Amerika met grootschalige teelt van herbicideresistente gewassen. Uit wetenschappelijk onderzoek is gebleken dat genetisch gemodificeerde gewassen juist ook heel goed passen in duurzame, kleinschaliger landbouw waarin geteeld wordt met effectief gebruik van zowel ecologische als technologische kennis. Ten slotte is een veelgehoord bezwaar dat het telen van genetische modificatie leidt tot een grote macht van multinationals over onze voedselproductie, onder andere via octrooi op genetische constructen. Onderzoek laat echter zien dat ook hier verschillende opties bestaan, o.a. het gebruik maken van non-exclusieve licenties, die maken dat de invloed van multinationals niet groter wordt dan in landbouw waarin alleen klassiek veredelde gewassen geteeld worden.

Huidige impasse rond genetisch gemodificeerde gewassen

Mede onder politieke druk zijn de huidige toelatingsprocedures dermate duur en tijdrovend geworden dat alleen zeer grote bedrijven nieuwe genetisch gemodificeerde gewassen op de Europese markt kunnen brengen, en dan ook nog eens alleen voor bulkgewassen als soja, maïs en katoen die mondiaal zeer grote arealen hebben. Daarbij is als vanzelf nadruk gekomen op eigenschappen die vooral financiële voordelen geven op het niveau van de teelt, namelijk een vereenvoudigde onkruidbestrijding en minder afhankelijk zijn van insecticidenbespuitingen. Relatief weinig onderzoek is gedaan aan genetische modificatie die juist leidt tot op consumenten gerichte gewaseigenschappen. De bekende multinational Monsanto heeft bijvoorbeeld een soja ontwikkeld met een verhoogd gehalte aan omega-3 vetzuren. Voor deze vetzuren bestaan claims dat zij gezondheid bevorderende eigenschappen hebben. Door het felle Europese debat, zijn zulke toepassingen tot nog toe echter ook mondiaal nauwelijks op de markt gekomen.

Nieuwe veredelingstechnieken

Afgelopen tien jaar is een serie nieuwe technieken ontwikkeld waarmee erfelijke eigenschappen van planten aangepast kunnen worden op een snellere en effectievere wijze dan met klassieke veredeling. Let wel, deze technieken leiden veelal tot combinaties van genen die ook met klassieke veredeling kunnen ontstaan. In volgende generaties is zonder voorkennis niet meer aantoonbaar dat deze nieuwe technieken zijn gebruikt. Een voorbeeld is de DNA-editing techniek CRISPR/Cas. CRISPR/Cas maakt het mogelijk dat op een heel precieze plaats in het genoom (het totaal aan chromosomen) een deletie tot stand gebracht wordt. Dit zou ook met klassieke mutatieveredeling bereikt kunnen worden, maar de kans dat dat gebeurt, en er niet ook allerlei andere veranderingen plaatsvinden, is dan erg klein. Normaal moeten die ongewenste wijzigingen weer uitgeselecteerd worden, wat jaren kan duren.

Nieuwe technieken, nieuwe toepassingen

Deze nieuwe veredelingstechnieken hebben geleid tot tal van innovaties in gewasveredeling, nu ook in meer gewassen en nieuwe eigenschappen. Hier volgen enkele voorbeelden. Het Wageningse onderzoekprogramma Duurzame resistentie tegen Phytophthora (durph.nl) heeft laten zien dat bestaande aardappelrassen met cisgene modificatie, dat wil zeggen biotechnologische introductie van soorteigen genen, heel snel en precies verrijkt kunnen worden met resistentiegenen uit wilde aardappelsoorten. Met klassieke kruisingsveredeling duurt dat vele jaren. In gangbare aardappelteelt in Nederland wordt gemiddeld 15 keer per jaar gespoten tegen de schimmelachtige veroorzaker van de aardappelziekte. Door deze cisgene aardappelen te telen met een passend resistentiemanagement, hoeven aardappeltelers heel veel minder te spuiten. Naast resistentiegenen die juist gewenst zijn in een gewas, zijn er ook gevoeligheidsgenen. Deze genen bieden als het ware achterdeurtjes waarlangs een ziekteverwekker een gewasplant kan binnenkomen. Zulke genen zijn inmiddels aangetoond in rijst, tarwe, erwt, wijndruif en tomaat. Met genoom-editingtechnieken kunnen deze genen zo veranderd worden dat deze “achterdeurtjes” dicht blijven, waardoor de betreffende ziektemaker de plant niet meer aantast en de teler daartegen dus niet hoeft te spuiten. Veelbelovende veldproeven met rijst en tarwe worden nu gedaan in de VS.

De consument nu ook direct voordeel

Allerlei toepassingen komen nu in zicht die direct voordeel hebben voor de consument. Voorbeeld zijn beter bewaarbare aardappels (verminderd gehalte aan reducerende suikers) die ook beter te frituren zijn. Rijst is in China in ontwikkeling (toepassing van o.a. CRISPR/Cas) die een gezondheidsvoordeel biedt omdat het zetmeel van deze rijst een lagere glycemische index heeft, dat wil zeggen minder snel glucose afgeeft. Met gerichte genoom-editing is de geurstof die basmatirijst zo gewild maakt, ook in andere rijsttypes aan te brengen. Ook is de variatie in tomaten in groeivorm, kleur, stevigheid en smaak verder te vergroten, waardoor de populariteit van deze vruchten nog verder kan toenemen, bijvoorbeeld als gezonde snack. Ten slotte, Wagenings onderzoek toont aan dat met toepassing van CRISPR/Cas in tarwe heel gericht genen uitgeschakeld kunnen worden waardoor producten in belangrijke mate glutenvrij worden. Dit biedt grote voordelen voor coeliakiepatiënten.

Nieuwe regelgeving voor de nieuwe technieken?

Grote vraag is nu, komen de producten van al deze toepassingen van innovatieve veredeling ook op de markt. Tot nog toe vallen gewassen voortgebracht door toepassing van genoom-editing als CRISPR/Cas, in Europa formeel onder dezelfde regulering als die voor genetisch gemodificeerde gewassen. Al jaren spreekt de EU over mogelijkheden om de toelatingsprocedure voor producten van de beschreven innovatieve veredeling te vereenvoudigen. Argument daarvoor is dat de planteneigenschappen die door toepassing van deze technieken ontstaan, ook met klassieke veredeling kunnen worden verkregen, maar dan preciezer en daardoor ook sneller. Zolang de EU deze procedures niet vereenvoudigt, pakken Nederlandse veredelaars deze innovatie niet op. Zij zijn overtuigd dat het doorlopen van de huidige toelatingsprocedure voor hen bedrijfseconomisch niet haalbaar is. Daarmee dreigen deze nieuwe technieken in dezelfde impasse te belanden als de eerder beschreven genetisch gemodificeerde gewassen. Buiten Europa lopen de ontwikkelingen anders. Bijvoorbeeld: de eerder beschreven rijst en tarwe met genoom-editing worden in de VS in veldproeven getest buiten de regulering voor genetisch gemodificeerde gewassen. In de VS en Canada is inmiddels een aardappelras op de markt dat wèl gebruikmaakt van de resultaten van het eerdergenoemde Wageningse onderzoek naar duurzame resistentie tegen de aardappelziekte.

En wat betekent dit alles nu voor onze voeding?

Gaat de slag om te innoveren voor een gezondere en duurzamer geproduceerde voeding aan Europa voorbij? De Nederlandse Tweede Kamer heeft aan staatssecretaris Dijksma gevraagd binnen de EU zich in te zetten voor een vrijstelling van CRISPR/Cas, dat wil zeggen deze techniek buiten de toelatingsprocedure voor genetisch gemodificeerde gewassen te houden. Onduidelijk is nog óf, en zo ja hoe Europa de door haar gestarte discussie oppakt. Om aan de uitdagingen van duurzame productie van gezonde voeding te voldoen, is een breed scala aan veredelingsmethoden nodig. Moge ook dit artikel bijdragen aan een gefundeerde mening over welke innovaties de veredelaar daarvoor kan toepassen.