Extra informatiebox FruitLent
Achtergronden bestuiving van zoete kersen
De laatste jaren is veel wetenschappelijk onderzoek gedaan naar de genetische achtergronden van de bestuiving bij kersen. Door de bevindingen van deze onderzoeken kunnen tijdrovende proeven om te achterhalen welke rassen bestuivingscombinaties kunnen vormen nu achterwege blijven.
Wetenschappelijke achtergronden
De genetische achtergrond bij de zoete kers blijkt te berusten op zogenaamde gametofytische zelfincompatibiliteit (GZI). Dit is een strategie die bij meer plantensoorten voor komt en er in resulteert dat zelfbestuiving niet leidt tot bevruchting. Het GZI-systeem dwingt de planten dus tot kruisbestuiving, hetgeen er in de vrije natuur toe leidt dat plantensoorten door de uitwisseling van genetisch materiaal zich sneller (en dus beter) aan veranderende omstandigheden kunnen aanpassen. In evolutionair opzicht is GZI voor de plantensoort dus een gunstige eigenschap, die het overleven van de soort in de vrije natuur bevordert. Voor de fruitteler is het echter een ongemakkelijke eigenschap, omdat hierdoor in de teelt goede aandacht moet worden geschonken aan kruisbestuiving.
De ingewikkelde relatie tussen stuifmeel en stamper wordt bij GZI geregeld door een complex van genen die zich op één specifieke plaats (de zogenaamde S-locus) op één van de chromosomen bevindt. Dit gencomplex bestaat in verschillende versies en de verantwoordelijke S-allelen worden aangeduid met S1, S2, S3, enzovoort.
Met behulp van zogenaamde PCR-techniek (Polymerase Chain Reaction) kan het DNA in beeld worden gebracht. Met behulp van deze techniek is vast te stellen welke S-allelen een kersenras heeft. Het is een groot voordeel dat dit relatief snel kan gebeuren en dat het vaststellen van de S-alellen niet beperkt is tot de bloeiperiode, maar het hele jaar door kan plaatsvinden aan de hand van bladeren, twijgen en takken.
Omdat de zoete kers diploïd is (dus twee setjes chromosomen heeft), heeft elk zoete kersenras dus twee verschillende S-allelen. Bij de GZI wordt de groei van de stuifmeelbuizen in de eigen stijl geblokkeerd. Schematisch ziet dat er als volgt uit:
Uitleg aan de hand van een voorbeeld
De werking van de S-allelen zal hier verder bij wijze van voorbeeld worden toegelicht aan de hand van het zoete kersenras ‘Kordia’:
‘Kordia’ heeft de S-allel combinatie S3S6. Dat wil zeggen dat alle diploïde cellen in de boom, inclusief het weefsel van de stamper (stempel + stijl) waar de bloem tijdens de bloei het stuifmeel op ontvangt, van het type S3S6 is. De stuifmeelkorrels zijn haploïd en hebben dus het halve aantal chromosomen. De stuifmeelkorrels van ‘Kordia’ zijn dus voor 50% van het type S3 en voor 50% van het type S6.
Zodra een S3 stuifmeelkorrel belandt op een stempel van het type S3S6, zal dit niet leiden tot bevruchting omdat het type S3 ook in het stijlweefsel voor komt. Ook een S6 stuifmeelkorrel zal derhalve niet leiden tot bevruchting. Alle stuifmeelkorrels van ‘Kordia’ zijn derhalve ongeschikt om te leiden tot zelfbevruchting. Er moet dus een stuifmeelkorrel van een ander type dan S3 of S6 op de stempel terecht komen om vervolgens helemaal door de stijl heen te kunnen groeien om te kunnen leiden tot bevruchting en vervolgens vruchtzetting.
Het ras ‘Techlovan’ is bijvoorbeeld ook van het type S3S6. De rassen ‘Techlovan’ en ‘Kordia’ kunnen elkaar over en weer dus NIET bevruchten en worden om die reden ingedeeld in dezelfde steriliteitsgroep.
Bij een kersenras met bijvoorbeeld de S-allelen S1S2 zijn alle stuifmeelkorrels geschikt om één van de voorgaande drie rassen te bevruchten. Van een kersenras met bijvoorbeeld het type S1S3 zijn 50% van de stuifmeelkorrels geschikt (namelijk alleen de stuifmeelkorrels van het type S1). In de praktijk is dit overigens voldoende om een goede vruchtzetting te verkrijgen.
Bloeitijdstip
Indien een vroeg bloeiend ras met de S-allelen S1S2 naast een laat bloeiend ras met de S-allelen S3S6 wordt geplant, dan levert dit qua S-allelen weliswaar een goede combinatie op, echter: de bestuiving zal dan alsnog te wensen over laten, omdat de juiste stuifmeelkorrels voor de bestuiving niet op het juiste tijdstip beschikbaar zijn.
Naast verschil in (minimaal één van) de S-allelen is het dus ook van groot belang dat de bloeiperioden van de te bestuiven rassen elkaar voldoende overlappen !
Zelfbestuivende rassen
Tot slot bestaan er ook enkele zelfbestuivende zoete kersenrassen. Dit blijkt te berusten op een defect S-allel. Het eerste bekende zelfbestuivende kersenras was ‘Stella’. Deze werd ontwikkeld in Canada, waarbij men er in geslaagd was om één van de S-allelen kapot te stralen met behulp van Röntgenstraling. ‘Stella’ blijkt een defect S4-allel te hebben; dit defecte allel wordt aangeduid als S4′ (dus met een apostrof als toevoeging). ‘Stella’ is veel gebruikt als kruisingsouder voor de ontwikkeling van nieuwe zelfbestuivende rassen. De zelfbestuivende rassen die direct of indirect van ‘Stella’ zijn afgeleid hebben derhalve allemaal hetzelfde defecte S4′-allel. Voorbeelden van zelfbestuivende rassen met het defecte S4′-allel zijn:
– ‘Grace Star’ (S4’S9), en:
– ‘Lapins’ (S1S4′), en:
– ‘Newstar’ (S3S4′), en:
– ‘Skeena’ (S1S4′), en:
– ‘Sumpaca’ (S1S4′), beter bekend onder de merknaam ‘Celeste’ ®, en:
– ‘Sumtare’ (S3S4′), beter bekend onder de merknaam ‘Sweetheart’ ®, en:
– ‘Sunburst’ (S3S4′).
Door het defecte S4′-allel kunnen deze rassen niet alleen zichzelf bestuiven, maar zijn deze ook universeel geschikt voor de bestuiving van andere rassen (mits de bloeiperioden voldoende overlappen).
Zelfbestuivende rassen worden steeds populairder en er verschijnen steeds meer nieuwe zelfbestuivende rassen op de markt, onder andere uit het veredelingsprogramma van de Universiteit van Bologna (Italië).
Conclusies
Uit het voorgaande verhaal kunnen de volgende conclusies worden afgeleid:
- in alle gevallen is het van groot belang dat de bloeiperioden van de te bestuiven rassen elkaar voldoende overlappen, en:
- zelfbestuivende kersenrassen kunnen universeel voor de bestuiving worden gebruikt, en:
- bij niet-zelfbestuivende rassen (nog steeds de meesten) moet minimaal één van de S-allelen verschillen. Twee verschillende S-allelen is theoretisch beter dan één verschillend S-allel, doch één verschillend S-allel blijkt in de praktijk al voldoende te zijn.
In de rassenbeschrijvingen op de website van FruitLent is per ras aangegeven welk bloeitijdstip deze heeft en zijn (voor zover bekend) eveneens de S-alellen aangegeven. Aan de hand van deze gegevens kunnen goede bestuivingscombinaties worden samengesteld.