Interview met Evelien van Tongerlo

Samen met Heleen Bastiaanssen en Marcel van Twist

Als veredelingsbedrijf is onderzoek een belangrijke pijler, waarbij de resultaten van groot belang zijn voor innovatie in de breedst mogelijke zin van het woord. Veel van Anthura’s onderzoeken richten zich op de plant zelf. De constante wens om de verschillende aspecten van een plant te begrijpen, liggen hieraan ten grondslag. De groei van een plant en de factoren die daar invloed op hebben, zijn bepalend voor de uiteindelijke teeltduur en kwaliteit. Het is dus van groot belang dat je de groei goed kunt begrijpen en meten. Wij zijn in gesprek gegaan met Heleen Bastiaanssen (Manager Veredeling, Anthura), Marcel van Twist (Onderzoeksmanager Teelt, Anthura) en Evelien van Tongerlo PhD over hun gezamenlijke onderzoek naar groei.

Evelien van Tongerlo komt uit Brakel, Gelderland en deze dochter van een tuinder koos na haar HAVO voor de opleiding tot docent biologie. Na haar opleiding bleek dat lesgeven aan pubers toch niet aan haar was besteed en gooide zij het roer om. Zij wilde graag wat met haar handen doen en werd automonteur bij Citroën en Porsche. Na een paar jaar zag zij zichzelf dit beroep niet haar hele professionele leven uitoefenen en startte zij met de master plantenwetenschappen aan de Wageningen University & Research (WUR). De keuze was mede gebaseerd op haar liefde voor praktische vakken. Na haar master werd aan haar, door onder andere de WUR en Anthura, gevraagd om promotieonderzoek te doen. Zij is als stagiaire bij Anthura begonnen en heeft haar promotieonderzoek naar groei in phalaenopsis bij WUR uitgevoerd in samenwerking met Anthura, Signify, B-Mex en STW/NWO. Afgelopen juli is Evelien op dit onderzoek gepromoveerd.

Evelien van Tongerlo

“Uiteindelijk is het bloed gekropen waar het niet gaan kan. Waar ik vroeger als dochter van een tuinder altijd moest helpen als andere kinderen vrij waren, heb ik via veel omzwervingen nu onderzoek gedaan naar planten, waarbij ik ook gedeeltelijk midden in de praktijk stond. Het werken met en onderzoek doen naar planten, vond ik ontzettend leuk en interessant, aldus Evelien.”

Waarom is er gekozen om een onderzoek naar groei in phalaenopsis te doen? Heleen: Vanuit Anthura bestond de wens om meer grip te krijgen op groeisnelheid onder verschillende omstandigheden, zoals bijvoorbeeld licht en temperatuur en het kunnen meten van deze groeisnelheid. Enerzijds wilde onze afdeling veredeling de variatie op het gebied van groei binnen phalaenopsis goed in beeld brengen. Phalaenopsis kan namelijk op verschillende plaatsen, onder verschillende omstandigheden groeien. De herkomst van deze plant is zelfs terug te leiden naar meerdere werelddelen met elke een ander klimaat. Anderzijds had de afdeling teeltonderzoek de vraag hoe wij de groei van een phalaenopsis plant het beste kunnen meten en daardoor de groei uiteindelijk beter kunnen voorspellen. Om de groei onder verschillende omstandigheden te meten, heb je een methode nodig en die hadden wij niet. Wij wisten niet hoe we een meetmethode moesten ontwikkelen, omdat we de groei niet geheel snapten.

Hoe is de samenwerking bij dit onderzoek tot stand gekomen? Heleen: Bij veel groeimetingen is licht de beperkende factor en uit teeltonderzoek van Marcel bij Anthura bleek dat dit niet het geval is bij phalaenopsis. Onze afdelingen veredeling en teeltonderzoek hebben samen met professor Leo Marcelis en Anja Dieleman een projectvoorstel voor een promovendus van de onderzoeksgroep Horticulture and Product Physiology van de WUR gemaakt met de opdracht te onderzoeken hoe verschillende verschijningsvormen met betrekking tot groei werken. Hier hebben wij partners bij gezocht; andere bedrijven die ook geïnteresseerd waren in dit onderzoek en dat zijn dus, naast de WUR en NWO/STW, Signify en B-Mex geworden. Vervolgens is bij NWO (voorheen STW) hiervoor subsidie aangevraagd. Ons voorstel ‘Understanding Phenotypes of Orchids (UPO) is toen gehonoreerd.

Hoe ben jij bij dit onderzoek betrokken geraakt? Evelien: Nadat ik na het behalen van mijn master benaderd werd door de WUR om mogelijk dit onderzoek te doen, heb ik vier maanden stage gelopen bij Anthura om te kijken of ik het leuk zou vinden. Toen dat inderdaad zo bleek te zijn, heb ik officieel gesolliciteerd op dit phd-project. Zoals duidelijk mag zijn, ben ik gekozen om het onderzoek te doen.

"Al snel bleek dat dat wel goed zat en ik vond het erg leuk om letterlijk tussen de planten te werken.”

Kan jij toelichten waarom dit onderzoek jou interessant leek? Evelien: Ik ben praktisch aangelegd en dit onderzoek was ook voor een deel praktisch. Er was een koppeling van theorie met praktijk. Marcel deed veel onderzoek met deels input van veredeling, waardoor het onderzoek vanuit verschillende expertises de aandacht kreeg en dat maakt het bijzonder. Daarnaast had ik een goede klik met mensen met wie ik tijdens mijn stage samenwerkte, zoals Heleen en Marcel, maar ook het team van phalaenopsis veredeling en teeltonderzoek.

Kunnen jullie in het kort toelichten waar het onderzoek over gaat? Marcel: Het onderzoek omhelst de invloed van licht en/of temperatuur op de groei van een phalaenopsis plant. De variabele temperatuur is duidelijk en bij de variabele licht gaat het dan vooral om de lichtkleur en de lichtintensiteit. Wat wij eigenlijk willen, is de kwaliteit van een plant bepalen, voordat deze bloeit. Dit betekent dat je na dit onderzoek op basis van een jonge plant iets kunt zeggen over de kwaliteit onder verschillende omstandigheden. Het gehele onderzoek heeft ruim vijf jaar geduurd: een half jaar voorbereiding, een stage en vier jaar onderzoek. Evelien: Fotosynthese is het basisproces in planten, waarin CO₂ wordt opgenomen via de huidmondjes en vervolgens wordt vastgelegd in suikers voor groei. Crassulacean Acid Metabolism (CAM) is een aanpassing in het fotosynthesesysteem, ontstaan door blootstelling aan droogte en hoge temperaturen. CAM-planten komen overal voor, maar er is nog niet veel onderzoek naar gedaan. Phalaenopsis is een CAM-plant en daarom is het juist interessant om deze plant te onderzoeken (bronvermelding samenvatting promotie).

Hoe ben jij aan het begin te werk gegaan? Evelien: Na het vaststellen van de kaders en de randvoorwaarden, wilden wij zoveel mogelijk planten testen, want kwantiteit zorgt voor kwalitatief betrouwbare metingen. Heleen: We hebben eerst bij Anthura klimaatcellen ingericht en een proef gestart. Vanuit veredeling wilden wij genetische variatie, om te kijken hoe elke plant reageerde. We hadden voor het eerste experiment bij de WUR19 phalaenopsis variëteiten geselecteerd. Dit was het maximaal haalbare aantal variëteiten om te meten onder vier verschillende omstandigheden. Door het beperkte aantal behandelingen (twee temperatuur- en twee lichtniveaus) konden wij geen conclusies trekken over de respons van phalaenopsis onder andere omstandigheden. Om toch te kunnen weten waarom een plant doet wat hij doet, hebben we in vervolgproeven gekozen voor veel minder rassen en juist meer behandelingen zoals onder andere temperatuur, lichtniveau, lichtrecept en lichtperiode. Evelien: Metingen van CO₂ bleken een goede manier te zijn om te kijken hoe een plant omgaat met licht en aan de hand van de metingen kan je dan gaan kwantificeren wat het effect is op groei. Deze metingen waren de basis van de bouwblokjes van het groeimodel van de phalaenopsis plant. Uit de metingen bleek het volgende: 1. Een hogere temperatuur leidt tot kleinere planten met minder wortels; 2. Meer licht leidt tot grotere planten met meer bladeren; 3. De combinatie van een hogere temperatuur met meer licht tijdens de vegetatieve fase (als de planten nog niet bloeien) leidt daarna tot meer bloemtakken en meer bloemen. Daarna heb ik een schematisch model gemaakt, waarin de processen die belangrijk zijn voor de groei en ontwikkeling van CAM-planten aan elkaar gekoppeld. Het model bestaat uit drie delen: 1. Fotosynthese (het opnemen van CO₂); 2. De verdeling van suikers in de plant; 3. De groei van de plant.

Waarom is het meten van de groei zo moeilijk? Evelien: Meer licht is doorgaans meer productie; dat zagen wij in phalaenopsis niet terug, dus wilden wij weten waarin dat verschil zit. Daarvoor moet je wel eerst het raamwerk van de plant begrijpen, voordat je de verbanden kunt leggen. Eigenlijk kun je het vergelijken met auto’s. Als je onder een mini de banden doet van een Porsche, gaat hij niet ineens harder rijden, want dat zit hem juist in de motor. Het is dus belangrijk om te weten welk gedeelte van het raamwerk van de plant, welke functie heeft.

Wat is de rol die Anthura hierin heeft gespeeld? Marcel: Voor aanvang van het project, hebben wij de voorbereiding grotendeels op ons genomen. Bij de metingen van de groeitijden hebben wij ook het eerste experiment gestart. Die vond al plaats voor de aanvang van het project. Daarnaast hebben wij de plantenkar met belichting gemaakt en metingen uitgevoerd. Heleen: Tijdens de opzet van de proef hebben wij als leden van de begeleidingscommissie meegekeken en toen samen met Evelien besloten om een stap terug te doen in het aantal rassen om ons zodoende te kunnen verdiepen in respons op bepaalde omstandigheden. Evelien: Het raamwerk bleek namelijk anders in elkaar te zitten dan wij dachten. De blokjes en indeling van het raamwerk bleken wel te kloppen, maar één blokje bleken er soms twee te zijn, waarbij elk blokje een andere functie had. Als je bijvoorbeeld de plant licht gaf, bleek het ene blokje meer invloed te hebben en als je speelde met de temperatuur, het andere blokje.

Waarom zijn vanuit Anthura zowel Heleen als Marcel betrokken?

Marcel: Het doel van de ontwikkeling van de methodiek is tweeledig: verkrijgen van inzicht in het (optimale) groeiproces met een methode die voor teeltonderzoek inzichtelijk is (Marcel) en de mogelijkheid om de variatie in plantmateriaal voor veredeling te kunnen meten (Heleen). Het komt dus eigenlijk door de toepassing, zowel voor productie, voor teeltonderzoek als voor veredeling door de groei te willen snappen en onderling te kunnen vergelijken.

Heleen: Marcel (plantenfysiologie) en ik (genetica) hebben daarin allebei een andere expertise. Plantenfysiologie is moeilijk en door het onderzoek kunnen wij samen resultaten nu beter interpreteren en kijken hoe we die in kunnen zetten voor Anthura

Hoe heb jij toen verder vorm gegeven aan het onderzoek? Evelien: Ik heb in detail onderzocht wat de oorzaken van de uitkomsten van de metingen waren door allerlei soorten metingen te combineren, zoals CO₂ opname, hoeveelheid suikers in het blad en groei. Het onderzoek liet zien dat de meting van een CO2 opname gebruikt kan worden om de groeisnelheid van een plant te voorspellen. Deze metingen hebben we uitgevoerd in verschillende groeifases. Daardoor leerden we dat je eerder wat over een plant kan zeggen, zonder dat je de opkweektijd hoeft af te wachten. De manier waarop CO₂ wordt vastgelegd, verandert over 24 uur. Het was nog niet duidelijk hoe dit bij phalaenopsis gebeurt, vooral niet aan het einde van de dag. Uit het onderzoek blijkt dat phalaenopsis dit anders doet dan de meeste CAM-planten. De phalaenopsis manier lijkt op het eerste gezicht minder efficiënt te zijn voor groei, maar het zou ook juist kunnen dat de plant daardoor beter beschermd is tegen licht. (bronvermelding samenvatting promotie) Marcel: Het onderzoeksproject werd steeds fundamenteler, namelijk het begrijpen van groei in phalaenopsis en door deze verdieping zijn wij juist weer bij toepassing uitgekomen. Op basis van minder rassen zijn wij meer details gaan onderzoeken, om te kijken welk blokje waar zat: met twee rassen kijken wat de verschillen waren. Er was al basisinformatie vanuit het onderzoek met 19 rassen. We kozen elke keer twee planten waarvan je dacht dat zij verschillend zouden reageren en soms werd je verrast. Bij een onderzoek naar de hoeveelheid licht waren er vaak geen verschillen in drooggewicht toenames en dat hadden wij niet verwacht.

"Daardoor leerden we dat je eerder wat over een plant kan zeggen, zonder dat je de opkweektijd hoeft af te wachten."

Wat zijn, in een notendop, de resultaten van het onderzoek? Evelien: De metingen van CO₂ opname kunnen gebruikt worden om de kwaliteit van bloeiende planten te voorspellen en zo snel planten met een goede kwaliteit te kunnen selecteren. CO₂ opname kan indicatief zijn voor vegetatieve groei ondanks de verschillen in rassen. Vegetatieve groei is belangrijk voor groei en kwaliteit, dus een betere vegetatieve groei resulteert in een betere generatieve groei en een betere bloeikwaliteit. De CO₂ opname van een plant in 24 uur is een indicatie van kwaliteit van bloei.

Heleen: Het onderzoek duurt lang, omdat één cyclus 11 maanden duurt: van het opzetten van de plant tot bloei en daarna nog de analyse van de gegevens. De lange groeicyclus komt doordat een phalaenopsis plant een schaduwplant is met een mechanisme erin dat hij groeit met de rem erop (CAM mechanisme). We weten niet hoe je de rem eraf haalt. Als we de rem op een plek er afhalen, komt hij ergens anders terug. Evelien: Als wij uit kunnen vinden hoe wij de rem eraf halen en de cyclus korter kunnen maken, kunnen wij het CAM-mechanisme inzetten in de voedselproductie op de lange termijn. Met die kennis kunnen de voedselketen meer produceren op een milieubewustere manier. Dan kunnen onder betere en snellere omstandigheden een ui of aardappel groeien. Marcel: We zijn op zoek naar die ene groeimeting die voorspellend kan zijn voor over een x-aantal maanden. De veronderstelling is dat CO₂ dat is. In de productie van uitgangsmateriaal kunnen we beter voorspellen wanneer een ras klaar is om uit te leveren en dat geldt ook voor een teler: eerst vegetatief, dan generatief. De teler kan dan ook voorspellen wanneer een ras klaar is, op een gewenst moment met de gewenste kwaliteit.

Zijn er uitkomsten en resultaten die verrassend zijn? Heleen: Wij hebben phalaenopsis vergeleken met een kalanchoë. Kalanchoë wordt gezien als een model-CAM-plant. Je zou daarom verwachten dat metingen aan kalanchoë ook te vertalen zijn naar phalaenopsis. Uit ons onderzoek bleek echterdat phalaenopsis heel anders is en andere reacties geeft. Het groeimodel van een kalanchoë gaat dus niet op voor phalaenopsis, waardoor wij alles met betrekking tot die phalaenopsis zelf moeten onderzoeken. We wisten al dat phalaenopsis geen tomaat is, maar nu blijkt dus ook dat phalaenopsis geen kalanchoë is en dat de ene phalaenopsis de andere niet is. Evelien: Verder was dit onderzoek voor een wetenschappelijk onderzoek best bijzonder. Het was praktisch ingestoken en er was een goed contact tussen de bedrijven, met de universiteit, eigenlijk tussen alle betrokkenen. Ook durfde iedereen elkaar (kritische) vragen te stellen, hetgeen het bijzonder maakte voor alle partijen.

Wat kunnen wij als Anthura hier concreet mee en wat gaan jullie met de resultaten doen?

Marcel: Met betrekking tot teeltonderzoek hebben wij nu meer inzicht in de genetische variatie tussen verschillende phalaenopsis rassen in reactie op temperatuur en licht. Dat betekent dat wij daarop kunnen selecteren en meer inzicht hebben op een mogelijke rem tijdens de groei. CO₂ opname is een belangrijke voorspeller voor de groei en kwaliteit van de plant en we kunnen die selectie nu in een eerder stadium doen.

Heleen: In de veredeling gaan wij nu kijken welke metingen wij gaan uitbreiden om in een vroeg stadium te kunnen gaan voorspellen wanneer een plant onder bepaalde omstandigheden volgroeid is en met welke kwaliteit. Welke metingen hebben wij nodig om de groei en ontwikkeling vast te leggen en op welke manier moeten we de CO₂ opname meten. Er is nog genoeg te doen dus…

Evelien, wat zijn jouw plannen? Evelien: Na mijn promotie heb ik een cursus cybersecurity gevolgd. Dat vond ik zo leuk om te doen, dat ik nu zelf die cursus geef. IT heeft mij altijd al getrokken en ik vind data ook heel leuk. Het geeft mij ook een goed gevoel dat ik met het geven van de cursus voor mensen een verschil kan maken, omdat mensen hier echt wat mee kunnen. Net zoals als het onderzoek voor Anthura eigenlijk. Voor de samenvatting van het promotieonderzoek, klik hier. Voor het complete promotieonderzoek, klik hier.