Nieuwe GMO-techniek verbetert fotosynthese

Door met GMO-techniek in een plant eigen bladgroenkorrels te vervangen door bladgroenkorrels van een andere plant, is de fotosynthese van planten te verbeteren.

Dit blijkt uit een onderzoek van Wageningen Universiteit, dat maandag 13 januari is gepubliceerd in Nature Plants. Planten met verbeterde fotosynthese kunnen een belangrijke nieuwe bijdrage leveren om het voedselprobleem aan te pakken zonder het klimaat verder te verslechteren.

Organellen vervangen

De onderzoekers hebben een methode ontwikkeld om de organellen (de bladgroenkorrels, en die zijn 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 van die betreffende plant onveranderd blijven. Ze voerden hun onderzoek uit met de modelplant zandraket (Arabidopsis thaliana).

“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”, zegt onderzoeker Erik Wijnker. “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.”

Sleutel naar efficiëntere plantengroei

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.

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.”

Strenge regels genetische modificatie

De genetische truc die de onderzoekers bij de zandraket gebruikt hebben, berust op genetische modificatie. “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”, aldus promovendus Tom Theeuwen. “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.”