Productie van gewassen omhoog door sleutelen aan fotosynthese

Door het groeiende bevolkingsaantal wordt het in de toekomst nog een hele uitdaging om alle monden te voeden. Daarom zijn wetenschappers overal ter wereld met landbouwtechnieken aan het experimenteren. Allemaal zoeken zij oplossingen om iets te doen aan de mondiale voedselschaarste. Roberta Croce, hoogleraar Biofysica, fotosynthese en energie, legt uit dat voor gewassen in de landbouw de meeste eigenschappen al wel zijn geperfectioneerd. Met andere woorden, er kan steeds minder aan planten verbeterd worden om de productie te verhogen. Eén van de laatste dingen waarin de landbouw nog wel veel kan winnen, is door het verbeteren van het proces van fotosynthese. Tijdens de fotosynthese vangt een plant licht op en zet hij dit om in energie. Onderzoekers hebben nu laten zien dat door het verbeteren van de fotosynthese de productie van gewassen met 15 procent wordt verhoogd. Een aanzienlijk percentage.

Beschermingsmechanisme

Maar wat kan er dan aan die fotosynthese verbeterd worden? De sleutel ligt in een beschermingsmechanisme dat elke plant ingebouwd heeft. Dit mechanisme zorgt ervoor dat de bladeren niet beschadigden in het felle zonlicht. Al langer was bekend dat een plant met bewolkt weer opmerkelijk genoeg het meest efficiënt werkt. In het felle zonlicht daarentegen werkt een plant veel minder efficiënt. In het directe licht krijgen de bladeren meer energie binnen dan ze kwijt kunnen. Hierom zet de plant zet het overschot aan energie om in warmte die hij afgeeft aan de lucht. Een plant kan razendsnel overstappen op dit beschermingsmechanisme. Binnen één seconde zet de plant het mechanisme in werking.

Als de plant vervolgens weer in de schaduw staat, duurt het een paar minuten voordat de plant het beschermingsmechanisme weer heeft uitgezet. Dit is nadelig, omdat schaduw snel kan optreden. Er kan bijvoorbeeld een wolk voor de zon komen. Een plant zou veel harder groeien als hij sneller zou kunnen omschakelen van het beschermingsmechanisme naar neutrale toestand. Amerikaanse onderzoekers pasten een manier toe om dit proces te versnellen. En met resultaat: de planten werden groter.

De tabaksplant als proefkonijn

Om dit voor elkaar te krijgen, deden de onderzoekers proeven met tabaksplanten. In deze planten brachten de wetenschappers bepaalde genen aan. Deze genen coderen voor de tijd dat de plant nodig heeft om van beschermingsmechanisme over te schakelen op neutrale toestand. Voor alle duidelijkheid, deze genen zijn al aanwezig in de tabaksplant. Het ging dus om een concentratieverhoging van deze specifieke genen.

Met dit onderzoek hebben de wetenschappers laten zien dat door genetische modificatie, de voedselproductie kan worden verhoogd. Wereldwijd is er best wat weerstand tegen genetisch gemodificeerd voedsel. Maar zou er ook weerstand komen van rokers, die tegen GMO tabak zijn? Croce: ‘De tabak uit dit onderzoek zal niet worden verkocht. Het doel van de onderzoekers was om meer inzicht te krijgen in het proces, niet om meer tabak te kunnen verkopen’. Hoewel de onderzoekers grotere tabaksbladeren hebben gekweekt, is het dus niet hun bedoeling om de tabakproductie te vergroten. Tabak is alleen gebruikt om te onderzoeken op welke manieren de productie van andere planten als soja, rijst en cassave kan worden verhoogd. Puur en alleen om iets te doen aan het voedselprobleem dus.

NPO Radio 1 houdt je dagelijks op de hoogte over de laatste ontwikkelingen in de wetenschap
Maandag t/m vrijdag rond 16.20 uur in Nieuws en Co
Dinsdag en woensdag rond 11.35 uur in De Ochtend

Dit artikel is verzorgd door de wetenschapsredactie van De Kennis van Nu (NTR).