ENGINEERINGNET.BE - Naast chromosomen bevatten plantencellen in hun celkernen ook organellen.
Bijvoorbeeld chloroplasten voor fotosynthese en mitochondriën voor het vrijmaken van energie uit suikers.
Voor het goed functioneren van planten is een optimale coördinatie nodig van chromosomale, chloroplastische en mitochondriale genetische variatie.
Er was echter nog weinig bekend over het belang van een goede aansturing van de organellaire genetische variatie en hoe dit het goed functioneren van planten bepaalt.
"Vooral de rol van variatie in chloroplasten en mitochondriën in energieproductie en fotosynthese is iets dat voorheen niet kon worden onderzocht, en nu wel", aldus Mark Aarts, hoogleraar plantengenetica bij WUR, onder wiens begeleiding het onderzoek is uitgevoerd.
Voor hun onderzoek ontwikkelden de wetenschappers een nieuwe methode voor het op grote schaal creëren van zogenaamde cybriden: planten waarin de oorspronkelijke chloroplasten en mitochondriën volledig zijn vervangen door die van een andere plant.
"Door de chromosomen van één van vier verschillende zandraket, ofwel Arabidopsis planten, te combineren met de chloroplasten en mitochondriën van één van 60 andere Arabidopsis planten, wisten we 240 unieke cybriden te creëren", zegt Aarts.
De gebruikte planten zijn afkomstig van een groot aantal verschillende locaties van Europa, Azië en Afrika, het natuurlijke verspreidingsgebied van Arabidopsis.
Het is voor het eerst dat zo’n grote set aan cybriden gemaakt is. Het laat zien dat een dergelijke aanpak ook gevolgd kan worden voor landbouwgewassen, en een vergelijkbare methode is daarmee binnen bereik van plantenveredelingsbedrijven.
De efficiëntie van fotosynthese van planten in het veld lijkt niet erg hoog wanneer die vergeleken wordt met de efficiëntie van zonnepanelen. Van de zonne-energie die op planten valt, benutten gewassen gemiddeld maar zo'n 1%.
Eerder onderzoek heeft laten zien dat die efficiëntie 5 tot 6 keer hoger zou kunnen zijn. Hoe dat voor elkaar te krijgen is het onderwerp van studie door het Jan IngenHousz Institute in Wageningen, waar twee van de onderzoekers van deze studie nu werken.
Waar in het verleden de voornaamste aandacht uitging naar het gebruik van de genetische variatie in chromosomen om fotosynthese te verbeteren, vergroot de ontdekking volgens Aarts nu de mogelijkheden voor plantenonderzoekers en veredelaars om de energieproductie en fotosynthese te onderzoeken en te verhogen, zodat toekomstige rassen beter in staat zijn om energie vast te leggen en die te gebruiken voor optimale groei.
Aarts: “Het verhogen van het potentieel van gewassen om zonne-energie om te zetten en onder diverse omgevingsomstandigheden voldoende opbrengst te produceren is cruciaal als we een groeiende wereldbevolking in de toekomst willen voorzien van klimaatbestendige, robuuste gewassen die op een duurzame manier worden geteeld.”
