Alles kan beter, ook fotosynthese

Het is een fundamenteel biologisch proces: via fotosynthese zetten planten CO2 uit de lucht om in zuurstof en suikers, waardoor ze groeien. In het vakblad Science melden wetenschappers dat ze erin zijn geslaagd dat proces efficiënter te later verlopen in tabaksplanten. Dat verhoogde de opbrengst met 14 tot 20 procent.

De onderzoekers concentreerden zich op drie genen die betrokken zijn bij een mechanisme dat de planten beschermt tegen te veel zon. Nemen planten te veel zonne-energie op, dan kunnen hun bladeren beschadigd raken. Daarom beschikken ze over een mechanisme om die overtollige energie als warmte kwijt te raken.

Maar als de zon achter een wolk verdwijnt of als bladeren in de schaduw van naburige planten belanden, kan de plant dat mechanisme niet meteen uitschakelen. Gevolg: de fotosynthese verloopt door een gebrek aan licht niet optimaal. De onderzoekers berekenden dat dat trage mechanisme de productiviteit van planten met 7,5 tot 30 procent vermindert.

Om daar iets aan te doen voegden de wetenschappers drie genen uit zandraket – de proefmuis van plantkundigen – aan tabaksplanten toe. Zo zorgden ze ervoor dat drie eiwitten die van nature voorkomen in de tabaksplant in grotere hoeveelheden werden aangemaakt. Die eiwitten spelen een rol bij de aanpassing van de plant aan veranderende lichtintensiteit. De productiviteit van de planten verhoogde daardoor met 14 tot 20 procent.

Voedselgewassen

De wetenschappers willen hetzelfde onderzoek nu in andere gewassen herhalen. ‘We werken nu onder meer met rijst en cassave’, zegt de Nederlandse Johannes Kromdijk (University of Illinois) die bij het onderzoek betrokken was. ‘Die planten wijzigen gaat langzamer dan bij tabak. Bemoedigend is wel dat die genen min of meer dezelfde werking hebben in alle hogere planten.’

‘Bij voedingsgewassen zijn we natuurlijk geïnteresseerd in de eetbare delen’, merkt Kromdijk op. ‘Bij tabak zagen we dat alle delen van de plant – wortels, stengel en blad – groter werden. Wellicht kunnen we dus met hetzelfde principe al de eetbare delen laten groeien. Zoniet, dan moeten we op zoek naar methodes om de juiste delen van de plant te laten groeien.’