Je zou naar planten kunnen kijken alsof het fabrieken zijn die uit kooldioxide (CO2) en licht biomassa (plantaardige groei) maken. In een fabriek gaat de productiviteit omlaag als grondstoffen ontbreken, transportkanalen haperen of machines onbetrouwbaar functioneren. Zo ook bij planten dus.

"Net als een productielijn zijn planten zo snel als hun traagste 'machines'," zegt onderzoeksleider Patricia Lopez-Calcagno op ScienceDaily. "We hebben enkele stappen geïdentificeerd die langzamer zijn, en wat we doen is deze planten in staat stellen om meer machines te bouwen om deze tragere stappen in de fotosynthese te versnellen."

Het boeiende van het hele project is dat het meer biomassa op aarde probeert te creëren uit het 'niets' van ingestraald zonlicht en het binden van het teveel aan CO2 dat gewoon in de atmosfeer hangt
'Vorkheftrucks' en 'machines' op celniveau
De Britse onderzoekers slaagden erin twee bottlenecks op te lossen: eentje bij het omzetten van lichtenergie in chemische energie en een tweede bij het omzetten van kooldioxide in suikers. Bij het eerste vraagstuk bleek het combineren van het transporteiwit plastocyanine met het uit algen afkomstige transporteiwit cytochrome te helpen. Bij de suikeromzetting bleek méér van het enzym SBPase, geleend van een andere plantsoort en cyanobacteriën, de bottleneck te verhelpen. De cellulaire 'vorkheftrucks' en 'machinerie' bleek in veldproeven - dus in 'echte' omstandigheden - de productiviteit van de planten met 27% te verhogen, en ook nog water te besparen (de ratio van geproduceerde biomassa tot waterverlies door de plant verbeterde).

Het stapelen van deze doorbraak met twee eerdere RIPE-ontdekkingen zou kunnen leiden tot extra opbrengsten van maar liefst 50 tot 60% in voedselgewassen
In de onderzoekskas heeft de combinatie van de 2 verbeteringen al tot 52% opbrengstverbetering geleid. Dat brengt Stephen Long, Director van RIPE, tot de boude uitspraak: "Deze studie biedt de opwindende mogelijkheid om drie bevestigde en onafhankelijke methoden om 20% productiviteitstoename van gewassen te realiseren, te combineren. Het stapelen van deze doorbraak met twee eerdere ontdekkingen van het RIPE-project zou kunnen leiden tot een toename van de additieve opbrengst van maar liefst 50 tot 60% in voedselgewassen."

De twee eerdere ontdekkingen waar Long aan refereert, zijn het ook op Foodlog besproken 'repareren' van het RuBisCo-gen en de manier waarop planten zich aanpassen aan veranderende lichtomstandigheden. Beide ontdekkingen werden gepubliceerd in het gerespecteerde wetenschappelijke blad Science.

Het team staat nu niet alleen voor de uitdaging de ontdekkingen inderdaad te stapelen, maar ook ze over te brengen van de tabaksplant - een ideale testplant, maar niet geschikt om te eten - naar veel gegeten voedselgewassen als cassave, cowpea (een bonensoort), mais, sojabonen en rijst.

Het boeiende van het hele project is dat het meer biomassa op aarde probeert te creëren uit het 'niets' van ingestraald zonlicht en het binden van het teveel aan CO2 dat gewoon in de atmosfeer hangt.

Realizing Increased Photosynthetic Efficiency, RIPE, is een internationale samenwerking onder leiding van de University of Illinois, in partnership met The Australian National University, Chinese Academy of Sciences, Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, Lancaster University, Louisiana State University, University of California, Berkeley, University of Cambridge, University of Essex, U.S. Department of Agriculture, Agricultural Research Service. Het eindelijke doel is het tweaken van de natuurlijke fotosynthese, het 170 stappen tellende proces waarmee planten met behulp van van zonlicht kooldioxide omzetten in suikers zodat planten sneller groeien en meer opbrengen. RIPE wordt ondersteund door de Bill & Melinda Gates Foundation, de Amerikaanse Foundation for Food and Agriculture Research (FFAR) en het Britse Department for International Development (DFID).
Dit artikel afdrukken