Groei plant bijna verdubbeld door genetische modificatie

Wetenschappers in de VS is het gelukt om tabaksplanten op het land ongeveer 40 procent groter te laten groeien dan normaal. De onderzoekers compenseerden een tekortkoming in de fotosynthese, waardoor de plant flink groter werd. De studie werd gepubliceerd in het wetenschapstijdschrift Science.

Gewassen als rijst en tarwe laten een tekortkoming zien. In plaats van koolstofdioxide (CO2) nemen sommige planten zuurstof op. De planten genereren zo toxische moleculen, waardoor energie wordt verbruikt voor het opruimen ervan. Dit wordt ook wel fotorespiratie genoemd, maar dit gebeurt zo vaak dat het de efficiëntie van fotosynthese met maar liefst 50 procent kan verminderen.

Door de groeiende populatie op de wereld die gevoed moet worden en de invloed van klimaatveranderingen, maken de wetenschappers zich zorgen. De verwachting is dat de vraag naar landbouw tegen 2050 wereldwijd met 60 tot 120 procent stijgt ten opzichte van 2005. De gewasopbrengsten stijgen daarentegen met slechts 2 procent per jaar, ondanks dat kunstmest, pesticiden en mechanisatie de opbrengsten de afgelopen decennia hebben opgevoerd. De kans op een tekort is dus aanzienlijk, schrijft BBC.

Uitbannen moleculen

Een oplossing die reeds is ontwikkeld, is het concentreren van CO2, zodat de kans kleiner wordt dat gewassen per ongeluk zuurstof opnemen. Maar de meeste planten die we eten, inclusief groente en fruit en belangrijke gewassen zoals tarwe, rijst en sojabonen, kunnen dit niet. Biologen proberen al tientallen jaren een oplossing te vinden. De onderzoekers bouwden drie alternatieve stofwisselingsroutes in tabaksplanten die toxische moleculen makkelijker uitbannen. Tabaksplanten werden 40 procent productiever dan reguliere tabaksplanten.

’Het probleem van fotorespiratie komt vaak voor bij hogere temperaturen en bij droogte. Ons doel is om betere planten te ontwikkelen die vandaag en in de toekomst warmte kunnen opnemen, zodat we boeren kunnen uitrusten met de technologie die ze nodig hebben om de wereld te voeden’, zegt co-auteur Amanda Cavanagh, postdoctoraal onderzoeker aan de universiteit van Illinois.

De onderzoekers kozen voor tabaksplanten omdat die genetisch gemakkelijk en snel kunnen worden aangepast. Het groeiproces van tabaksplanten lijkt namelijk erg op dat van andere voedselgewassen. Het team hoopt de bevindingen te gebruiken om de opbrengsten van soja-, rijst-, aardappel- en tomatenplanten te verhogen.