Onderzoekers op het proefveld (links Patricia Lopez-Calcagno) (afb: Claire Benjamin/RIPE)
Planten als soja en tarwe verspillen tussen de 20 en 50% van hun energie door een inefficiënte ‘ademhaling’ (fotosynthese). Het enzym Rubisco wil nog wel eens zuurstof- in plaats van kooldioxidemoleculen vatten en die fout herstellen kost energie. Door nu de aanmaak van een natuurlijk in planten voorkomend eiwit, H-eiwit, te bevorderen, zou de opbrengst van voedingsgewassen met tussen de 27 en 47% kunnen worden vergroot, stellen onderzoekers van, onder meer, de universiteit van Essex (Eng).
Het onderzoek maakt deel uit van het RIPE-project van de universiteit van Illinois dat beoogt de doelmatigheid van de fotosynthese te vergroten. De potentie de oogst te vergroten werd door de onderzoekers gedemonstreerd bij tabaksplanten (!). Dat vereist echter maatwerk. Het blijkt echter dat bevorderen van de aanmaak van het bewuste H-eiwit door de hele plant juist averechts werkt. Dan waren de planten na vier weken maar half zo groot als de planten zonder de extra H-eiwitaanmaak.
“Onderzoekers gebruiken zogeheten promotoren om de expressie van genen te veranderen en er zijn veel voorbeelden waar dat prima werkt”, zegt onderzoekster Patricia Lopez-Calcagno. “Voor het H-eiwit toonden we aan dat meer niet altijd beter is. We moeten de expressie op het juiste niveau brengen in de juiste weefsels.”
Eerder was het idee al uitgeprobeerd bij het bescheiden plantje zandraket, maar dat gebeurde in het lab. Bij dit onderzoek werden de planten in het open veld gekweekt. Het gebruik van de tabaksplant zou te maken hebben met de status van de plant. Die zou makkelijk genetisch te manipuleren zijn en groeit buiten snel. Als het idee in tabak werkt, dan moet dat ook lukken in voedingsgewassen, redeneren de onderzoekers.
“De werkelijkheid is dat de temperaturen zullen toenemen waardoor de fotoademhaling ook toeneemt”, zegt medeonderzoeker Paul South van de universiteit van Illinois, waarbij ik aanneem dat hij het over de aardopwarming heeft. “Als we dit onderzoeksresultaat kunnen overbrengen op voedingsgewassen dan krijgen boeren de mogelijkheid meer te produceren ondanks de toenemende temperatuurstress.”
Cassave
De onderzoekers willen de truc nu ook toepassen in voedingsgewassen zoals sojabonen en cassave. Het doel is de opbrengst van deze belangrijke voedingsgewassen te vergroten, vooral voor kleine boeren in de Sub-Sahara en in Zuidoost-Azië.
Om de zaak nog verder op te poken denken ze de verhoogde H-eiwitexpressie te combineren met andere resultaten uit het RIPE-project waaronder een dat is beschreven in het wetenschappelijke blad Science: door planten beter/sneller te laten reageren op lichtfluctuatie kan de opbrengst met zo’n 20% worden verhoogd.
Bron: EurekAlert