Foto: Hans Hillewaert (cc, via Wikimedia Commons)
wetenschap

UvA-biologen weten waarom de ene citroen zuurder is dan de ander

Dirk Wolthekker,
4 maart 2019 - 11:58

In Nederland liggen ze niet in de schappen, maar in Amerika des te meer: zoete citroenen. Maar waarom zijn sommige citroenen zoet en andere zo zuur dat je mond er van dichttrekt? UvA-biologen zochten jaren naar het antwoord en hebben dat nu gevonden.

Sinaasappelen, citroenen, grapefruits, mandarijnen, pomelo’s: alle citrusvruchten zijn familie van elkaar. De wilde voorouders van elk zijn extreem zuur en oneetbaar, maar gedurende enkele millenia hebben veredelaars voor elk van die vruchten mutanten verkregen die de zure smaak verloren hadden. Maar hoe kan het dat de ene citrusvrucht knetterzuur is en de ander juist erg zoet?

Foto: Dirk Gillissen (UvA)
Ronald Koes bij een aantal petunia's

Paarsrood of blauw

‘Achter het antwoord op deze vraag zit een fundamenteel biologisch mechanisme,’ zegt UvA-bioloog, Ronald Koes, die samen met collega’s Pamela Strazzer en Francesca Quattrocchio jarenlang naar het antwoord heeft gezocht met behulp van de petunia, een tuinplant uit de nachtschadefamilie met blauwe bloemen in diverse schakeringen. Er staan honderden in een kas op Science Park. Biologen wisten al langer dat de bloemen van petunia’s een wisselende hoeveelheid zuur in hun bloemblaadjes hebben. De hoeveelheid zuur in de bloemblaadjes bepaalt of ze paarsrode of blauwe kleur hebben. Op dezelfde manier werkt de meer of mindere verzuring van citrusvruchten, hebben de biologen ontdekt.

 

‘De vraag over de zuurte van citroenen gaat dieper dan je misschien zou denken,’ zegt Koes. ‘Biologisch gezien is het namelijk heel wonderlijk dat het een vrucht lukt om zo veel zuur te verzamelen. De cellen in het vlees van de vrucht bevatten een zakje – de zogenoemde vacuole – dat is gevuld met vocht en omgeven door een vlies, het membraan. We vonden een speciaal eiwitcomplex in het vlies dat in staat is een enorme hoeveelheid zuur naar binnen te pompen’

 

Genen

Koes, Quattrocchio en hun team is het nu gelukt de bijzondere zuurpompen van citrusvruchten te vinden dankzij hun onderzoek van de petunia’s. ‘Bij petunia’s kunnen de bloemen meer of minder zuur in hun bladeren hebben. Dat kun je duidelijk zien aan de kleur: minder zuur geeft blauwe bloemen. De biologen wisten welke genen in de petunia de hoeveelheid zuur bepalen. Dus besloten ze te zoeken naar verwante genen in citrusvruchten, en te kijken of die genen daar ook verantwoordelijk zijn voor de hoeveelheid zuur. Dat bleek het geval: in de zure vruchten waren twee bepaalde genen erg actief en in zoete vruchten waren deze genen inactief. Koes: ‘Hiermee hadden we dus de genen te pakken die bepalen of een citrusvrucht zuur is of juist niet.’

‘Met de kennis die we in ons artikel hebben beschreven is het vrij eenvoudig om heel gericht de genen die wij vonden uit te schakelen in een variëteit met zure vruchten en zo een variëteit te krijgen die zoete vruchten maakt’

Van zuur naar zoet

Het klinkt allemaal heel erg genetische modificatie-achtig. Is het ook mogelijk om van een zure citroen, waarvan je mond scheef trekt van zuurheid, een zoete citroen te maken. Koes: ‘Dat zou op twee manieren kunnen, maar de ene manier duurt lang en kost veel geld, de andere manier juridisch ingewikkeld. Om duizenden planten van een bepaalde kruising op te laten groeien, heb je een hoop ruimte nodig en geduld. In het geval van de citroenen moet je vele jaren wachten tot het kiemplantje een boom is geworden die gaat bloeien en vruchten maakt waarvan je dan kan vaststellen of ze zoet of zuur zijn. Al die tijd moet je die planten natuurlijk wel verzorgen. Kortom dat duurt lang en kost veel geld.’

 

‘Er zijn tegenwoordig ook allerlei technieken om direct aan het DNA van een bepaalde plant te sleutelen. Met de kennis die we in ons artikel hebben beschreven is het vrij eenvoudig om heel gericht de genen die wij vonden uit te schakelen in een variëteit met zure vruchten en zo een variëteit te krijgen die zoete vruchten maakt. Probleem is dat zo’n variëteit dan wordt beschouwd als genetisch gemodificeerd organisme (GGO) en dan valt onder zeer strenge wet- en regelgeving, met name in Europa.’

 

Koes en zijn team schreven over hun onderzoek in Nature Communications. Hier kun je het abstract lezen.