Het lijkt zo logisch, elke plant draagt die bladgroenkorrels in zich die optimaal bijdragen aan de groei en ontwikkeling van de plant. Dat is althans wat men altijd aangenomen heeft. Toch blijkt het anders in elkaar te steken, zo tonen onderzoekers van Wageningen University & Research (WUR) aan in een wetenschappelijke publicatie die verscheen in Nature Plants.
In het artikel beschrijven de onderzoekers een methode om de organellen (namelijk de bladgroenkorrels (belangrijk voor de fotosynthese) en mitochondriën (belangrijk voor de energievoorziening)) van de ene plant volledig te vervangen door de organellen van een andere plant, terwijl de chromosomen onveranderd blijven. Ze voerden hun onderzoek uit met de modelplant zandraket.
Onderzoeker Erik Wijnker: ‘Nu het mogelijk is om de organellen van een plant met een efficiënte genetische truc te vervangen, kunnen we de oorspronkelijke planten vergelijken met planten met ‘nieuwe’ organellen. Daardoor is het eenvoudig te bepalen welke nieuwe combinaties van organellen en chromosomen tot de beste eigenschappen van de plant leiden. Zo weten we voor een bepaald type bladgroenkorrel inmiddels op voorhand dat als we die in een zandraket brengen de fotosynthese wordt verbeterd.’
Belang van fotosynthese
Planten gebruiken slechts een fractie van het opgevangen zonlicht voor fotosynthese. Verbetering van dat proces wordt gezien als de sleutel naar een efficiëntere plantengroei, waardoor de footprint van landbouw op de omgeving kan verminderen en we in de toekomst beter in staat zullen zijn om de groeiende wereldbevolking te kunnen voeden. Lang werd gedacht dat fotosynthese niet verbeterd kon worden.
De laatste jaren wordt, onder andere binnen de WUR, gewerkt aan verschillende methodes om de fotosynthese van planten dusdanig te verbeteren dat meer van het opvallend zonlicht gebruikt kan worden voor de productie van biomassa. Als dit lukt, kunnen planten met verbeterde fotosynthese een belangrijke nieuwe bijdrage leveren om het voedselprobleem aan te pakken zonder het klimaat verder te verslechteren.
Nu we hebben aangetoond dat dit tot beter presterende planten kan leiden, is een aantal bedrijven geïnteresseerd om te weten of dit ook voor hun gewassen geldt. Daarnaast biedt het voor ons een nieuwe manier om te onderzoeken of we de fotosynthese van planten beter kunnen begrijpen en verbeteren, door het maken en testen van nieuwe combinaties.
Revolutie in de plantenveredeling
Momenteel wordt binnen de plantenveredeling vrijwel geen gebruik gemaakt van de natuurlijke variatie in bladgroenkorrels en mitochondriën. Onderzoeker Pádraic Flood: ‘Er is een enorme natuurlijke variatie aan bladgroenkorrels in de natuur, maar het ontbrak onderzoekers aan eenvoudige methoden om vast te stellen welke bladgroenkorrels gewilde eigenschappen bezitten.’
De bijdrage van bladgroenkorrels en mitochondriën aan de groei van de plant is notoir lastig in te schatten. Met de methode zoals beschreven in deze publicatie wordt dat veel eenvoudiger en daarmee wordt het gebruik van deze kennis voor veredelingsbedrijven veel toegankelijker.
Promovendus Tom Theeuwen: ‘De genetische truc die we voor zandraket gebruikt hebben berust op genetische modificatie, en gebruik daarvan voor gewassen is in Europa aan strenge regels gebonden, maar met de huidige moderne veredelingsmethodes is het gelukkig heel goed mogelijk om in korte tijd vergelijkbare nieuwe combinaties van organellen en chromosomen te maken. Nu we hebben aangetoond dat dit tot beter presterende planten kan leiden, is een aantal bedrijven geïnteresseerd om te weten of dit ook voor hun gewassen geldt. Daarnaast biedt het voor ons een nieuwe manier om te onderzoeken of we de fotosynthese van planten beter kunnen begrijpen en verbeteren, door het maken en testen van nieuwe combinaties.’
Bron: WUR
