Bij de veredeling van planten draait het allemaal om eigenschappen, zogenaamde ‘traits’. Als planten op veel punten van elkaar verschillen worden ze, door de onderzoekers van plantensystematiek, ondergebracht in geslachten. Zo onderscheiden we bijvoorbeeld beuken (Fagus) van appels (Malus). Als we beter kijken naar de appels dan is daarbinnen weer een onderscheid te maken in soorten, zoals Malus floribunda (sierappel) of Malus domestica (handappel). Binnen een soort zijn er verschillende rassen, zo onderscheiden we Golden Delicious van Elstar. Zoomen we dan nog weer verder in dan worden de verschillen nog weer kleiner. Zo zijn er van het appelras Elstar een heel aantal ‘mutanten’ bekend waarvan de vruchten net iets verschillen in kleur of in stevigheid, of in betere bewaarbaarheid. Zo heeft onderzoek aan Elstar mutanten in Randwijk bij WUR Open Teelten aangetoond dat bepaalde mutanten verschillen in gevoeligheid voor het ontwikkelen van schilvlekjes, een belangrijke bewaarafwijking van Elstar. Mutanten die minder gevoelig zijn voor deze aantasting hebben de voorkeur ten opzichte van gevoelige mutanten, zeker als lange bewaring het doel is.
Zoals eerder aangegeven wordt de waarde van dit soort eigenschappen economisch bepaald: is er vraag naar? Is het mogelijk het product op voldoende schaal te produceren?
Economische waarde van producten veranderd ook als gevolg van technologische ontwikkelingen. Laten we eens kijken naar bewaring van appels: vroeger, toen er alleen gekoelde opslag mogelijk was werden er appelrassen of mutanten geselecteerd die zo lang mogelijk en zonder problemen gekoeld bewaard konden worden. Tegenwoordig kan er veel meer gevarieerd worden met bewaarcondities. Zo kan het gehalte zuurstof in de lucht verlaagd worden waardoor appelrassen of mutanten die eerst niet lang bewaard konden worden, het nu opeens wel lang volhouden. Zo kan het gebeuren dat een appel mutant met een perfecte blos (die iedereen wel op de fruitschaal wil hebben liggen) nu opeens wel lang bewaard kan worden. Met als gevolg dat de waarde van deze specifieke mutant toeneemt.
Bovenstaand voorbeeld maakt duidelijk dat kennis van het gewas heel belangrijk is. De vraag is: waar komen de eigenschappen van de gewassen nu eigenlijk vandaan? Een belangrijk antwoord op deze vraag is: van het DNA. Het DNA van planten is georganiseerd in chromosomen. Cellen van een plant bevatten een specifiek aantal chromosomen. Meestal een exemplaar afkomstig van de moeder en een vergelijkbaar exemplaar, afkomstig van de vader (diploïde). Veel planten zijn zogenaamd polyploïde, dat betekent dat ze meer dan 1 paar chromosomen hebben (zie figuur). Rozen bijvoorbeeld: diploïde=14 chromosomen (2N) maar er zijn rassen met wel 56 chromosomen (octaploïde, 8N)!
Chromosomen
Een chromosoom is niets meer en niets minder dan een super efficiënt opgevouwen lange streng DNA. Elke streng DNA bestaat uit een unieke volgorde (sequentie) van bouwstenen, genaamd nucleotiden. Op die lange strengen DNA liggen genen. Ook genen bestaan uit strengen nucleotiden. Genen kunnen actief of minder actief zijn. Als ze actief zijn produceren ze specifieke stukjes zogenaamd RNA. Deze stukjes RNA worden vertaald naar eiwitten. Dit zijn de eigenlijke gereedschappen van de plantencellen (zie onderstaande figuur).
Actief DNA vormt, tijdens het proces dat transcriptie heet, RNA moleculen. Deze RNA moleculen worden vanuit de celkern in het cytoplasma gebracht. Daar wordt de unieke code die op de RNA moleculen ligt, en die precies gelijk is aan de code die op het DNA ligt, gebruikt om specifieke eiwitten aan te maken. Dit proces van omzetting van de code op het RNA molecuul in een eiwit heet translatie.
Eiwitten zorgen er bijvoorbeeld voor dat een appel op enig moment zoeter wordt. Of dat de stevigheid van een appel achteruitgaat. Meestal is het zo dat een samenwerkingsverband van genen (via de door elk van hen geproduceerde specifieke eiwitten) een eigenschap vertegenwoordigt.
De werking van eiwitten is over het algemeen zeer specifiek. En er zijn daarnaast allerlei vormen van eiwitten die net iets anders of onder andere condities werken. Zo kan een eiwit dat ervoor zorgt dat Elstar appels zacht worden, net iets anders zijn dan een eiwit dat ervoor zorgt dat Jonagold appels zacht worden. Die eigenschappen van zo’n eiwit liggen opgeslagen in de genen zelf. Genen bestaan uit gedeelten die de precieze vorm van het eiwit bepalen maar ook uit gedeelten die ervoor zorgen wanneer het betreffende gen precies actief of juist inactief wordt (de zogenaamde ‘promotor regio van het gen’).
Als we dus willen weten hoe we eigenschappen kunnen veranderen of eigenschappen van de ene plant naar de andere over kunnen zetten zoals in de veredeling gebeurt, is veel kennis nodig. Niet alleen van het DNA maar ook van de rol die de eiwitten, afkomstig van de afzonderlijke genen, precies vervullen. En over genoemde samenwerkingsverbanden van eiwitten die ten grondslag liggen aan de eigenschappen. Dit soort kennis wordt in de wetenschap voortdurend opgebouwd en onder meer toegepast in de veredeling. We maken onderscheid in klassieke veredeling (Hoofdstuk 5) en moderne veredeling (Hoofdstuk 6) omdat ten gevolge van bepaalde technische ontwikkelingen, veredeling opeens een grote sprong voorwaarts gemaakt heeft.