Genetische aanpassing aan fotosynthese kan gewasopbrengsten verbeteren

Wetenschappers van het Amerikaanse ministerie van Landbouw en de Universiteit van Illinois, Urbana, hebben een genetisch materiaal ontwikkeld ​"hack” om de effectiviteit van fotosynthese te vergroten en de oogstopbrengsten met wel 40 procent te verhogen.

De studie werd gedaan met behulp van tabaksplanten, maar de wetenschappers zeiden dat vergelijkbare technieken kunnen worden gebruikt in C4-fotosynthetische planten. Tabak is eigenlijk een C3-plant, maar het fotosynthetiseert als een C4-plant. Olijfbomen zijn C4 planten.

De zogenaamde ​"hack" werkt door gifstoffen te verwijderen, die ontstaan ​​als bijproducten van het fotosyntheseproces. De planten recyclen de gifstoffen op natuurlijke wijze, maar dit vereist energie die anders zou kunnen worden gebruikt voor het maken van fruit.

"Er wordt geschat dat in planten zoals sojabonen, rijst en groenten en fruit [de natuurlijke recycling van giftige bijproducten veroorzaakt door fotosynthese] een significante rem op de opbrengst kan zijn met maar liefst 36 procent," Dr. Paul South, de hoofdauteur van het onderzoek en lid van de Amerikaanse Agricultural Research Service, vertelde de BBC.

"We hebben geprobeerd deze kortere weg te ontwerpen om ze energiezuiniger te maken - en in veldproeven vertaalde dit zich in een toename van 40 procent in plantaardige biomassa, "voegde hij eraan toe.

Rubisco is het plantaardige eiwit dat verantwoordelijk is voor het vastleggen van koolstofdioxide en het initiëren van het fotosyntheseproces. Tijdens dit proces vangt Rubisco echter ongeveer 20 procent van de tijd zuurstof op. Deze zuurstofmoleculen zijn dan verantwoordelijk voor het maken van de giftige verbinding.

Planten hebben hun eigen, natuurlijke methoden voor ontgifting ontwikkeld, maar het huidige proces kost veel energie. Wetenschappers vergeleken het zuurstofverwijderingsproces met het rijden van Maine naar Florida via Californië

In de gemodificeerde tabaksplanten hebben wetenschappers nieuwe genen ingebracht om de huidige methode uit te schakelen en te vervangen door een energiezuinigere methode.

De volgende stap van de onderzoekers is om het experiment te repliceren met eetbare gewassen, zoals tomaten en sojabonen, om te bepalen of dit proces nadelige effecten heeft op de veiligheid van het geproduceerde voedsel.

Op basis van deze resultaten zullen ze zowel het publiek als de regelgevers van de overheid moeten overtuigen dat hun methode een veilige oplossing is. Als gevolg hiervan zou het commerciële en humanitaire gebruik van deze gewassen een uitweg kunnen zijn.

Dan Flynn, de uitvoerend directeur van de Olijfcentrum aan de Universiteit van Californië, Davis, vertelde Olive Oil Times dat hij niet op de hoogte is van enige onderzoekers die op dit moment naar toepassingen van deze technologie voor olijven kijken en zei dat het onwaarschijnlijk is dat het ook een onderzoeksgebied in het centrum zal zijn.

"Het is mogelijk dat onderzoekers ergens ter wereld experimenteren met genetische modificatie en genbewerking”, zei hij. ​"Maar de Californische industrie is gefocust op andere onderzoeksprioriteiten, dus het Olive Center verwacht niet in de nabije toekomst op dit gebied te werken.”

De Internationale Olijfraad, die vaak een leidende rol speelt in onderzoek met betrekking tot de olijventeelt en de productie van olijfolie, had op het moment van publicatie nog geen commentaar gegeven op het onderzoek.

• Wetenschap


• BBC