‘Nieuwe’ gewassen tegen de honger

Categorie(ën): Voedsel voor de mensheid, Nieuws

Droogte

In sommige ontwikkelingslanden is het vaak heet en droog. Voedsel verbouwen is dan nogal eens onmogelijk omdat de gewassen uitdrogen voor de oogst. Dat kan in de toekomst mogelijk een stuk beter gaan: biologen hebben bij planten een gen ontdekt dat beschermt tegen vochtverlies, terwijl er toch een redelijke oogst kan komen.
Michael Mickelbart en zijn collega’s (van Purdue University) beschrijven hun ontdekking in het tijdschrift Plant Cell. Zij vonden een gen, GTL1 genaamd, in zandraket (Arabidopsis), een veel gebruikt laboratoriumplantje. Toen ze een variant van het gen (eigenlijk een transcriptiefactor) aanzetten, bleven de plantjes groeien met veel minder water dan ze normaal nodig hebben.
GTL1 zit ongetwijfeld ook in belangrijke voedselgewassen, zoals erwten en tarwe, omdat de meeste genen van Arabidopsis ook in andere plantensoorten te vinden zijn. Je zou dus ook gewassen als maïs, tarwe en bieten droogtetolerant kunnen maken door bij deze gewassen GTL1 te laten muteren. Dat kan met genetische modificatie of mogelijk ook via ouderwets kruisen. Wanneer de GTL1-plantjes uitdrogen, verschrompelen ze net als gewone planten. Maar in tegenstelling tot gewone planten bevatten de GTL1-blaadjes zelfs dan nog water. Het echte groeivoordeel komt pas wanneer je na een droogteperiode de planten weer water geeft: de gewone planten blijven dan langer verschrompeld, maar de GTL1plantjes herstellen zich snel. De mutant zou dus goed zijn voor landbouwgewassen – als de droogte niet te lang aanhoudt.
De GTL1-planten verliezen overdag 25% minder vocht omdat ze minder huidmondjes hebben. Het gen reguleert namelijk de vorming van huidmondjes. In de nacht is de verdamping normaal.

Koude

Britse biologen hebben een gen ontdekt waarmee, als het ‘uit’ staat, planten doorgroeien in de kou. Dat kan betekenen dat voedselgewassen ook in koudere gebieden dan tot nu toe mogelijk is kunnen groeien.
Kate Sidaway-Lee en haar collega’s (University of Edinburgh en York vonden dat hun zandraket ook in een gekoelde kas bleef groeien, wanneer een bepaald gen, dat Spatula heet, uitstond.(zomer 2010).
De ontdekking maakt het misschien mogelijk om in de toekomst belangrijke landbouwgewassen op koudere plekken te laten groeien dan nu mogelijk is.

De onderzoekers die het Spatula-gen tegenkwamen, waren erop uit om een gen te vinden dat planten tijdens koude helpt te groeien. Daarom bestelden ze verschillende varianten van de best onderzochte plant ter wereld: de zandraket, (Arabidopsis thalania). Deze hadden diverse genetische afwijkingen. Vervolgens lieten ze de plantjes onder verschillende temperaturen groeien. Eén variant zandraket bleef in de kou doorgroeien: bij dit plantje stond het Spatula-gen uit. Van dit gen was vooral bekend dat het de rijping van zaden regelt.
Uit het nieuwe onderzoek blijkt echter dat Spatula niet alleen zaadgroei regelt, maar ook de mate waarin planten kou verdragen. Als het gen uitstond groeide de zandraket prima bij lage temperaturen; in dit geval 15 graden Celsius. Om na te gaan of het uitzetten van Spatula geen andere gevolgen heeft, keken de biologen of de plantjes verder normaal waren. Dat bleek zo te zijn: het uitschakelen of verzwakken van Spatula heeft waarschijnlijk alleen effect op groeisnelheid in de kou.
Andere soorten planten hebben het Spatula-gen waarschijnlijk ook, maar dat moeten we nog even afwachten: de genomen zullen dat moeten uitwijzen. De meeste genen van zandraket, komen ook in andere gewassen voor.