Betere opbrengsten met fotosynthese 2.0

Planten in de woestijn hebben een uiterst efficiënte fotosynthese, veel efficiënter dan van onze landbouwgewassen. “Daar kunnen wij in de landbouw nog veel van leren.” zegt Wagenings onderzoeker René Klein Lankhorst een artikel in het Wagenings Magazine over klimaatverandering. Het proces van fotosynthese, waarbij planten met hulp van zonlicht uit water en koolzuurgas (CO₂) suikers produceren, verloopt niet zo efficiënt. Landbouwgewassen gebruiken maar 0,5 tot 1% van het zonlicht.

Fotosyntheseproces

Zouden we de het fotosyntheseproces efficiënter kunnen maken, dan kun je de opbrengst van landbouwgewassen ook verhogen. Het zou de oplossing zijn voor het wereldvoedselvraagstuk als we in 2050 10 miljard mensen moeten voeden. Het verbeteren van de fotosynthese is zelfs de heilige graal van de landbouw, zegt Louise Fresco, bestuursvoorzitter van de Wageningse Universiteit.

Klein Lankhorst is er van overtuigd dat we ons moeten richten op verbetering van het fotosyntheseproces. Sommige planten doen het veel efficiënter, maar plantenveredelaars hebben daar nog nooit gericht naar gekeken. Met een efficiënter fotosyntheseproces kun je ook meer CO₂ uit de lucht vangen, mits je de biomassa voor langere tijd aan de koolstofkringloop onttrekt. Dat kan bijvoorbeeld door er bioplastic van te maken of groene bouwmaterialen.

Veredeling

Klein Lankhorst is programma-ontwikkelaar binnen het thema fotosynthese voor de Plant Science Group in Wageningen. Hij legt uit dat verbetering van het proces niet eenvoudig is omdat er honderden genen bij betrokken zijn. Maar met nieuwe ontwikkelingen op het gebied van genomics, bio-informatica en het geautomatiseerd screenen van grote hoeveelheden planten op uiterlijke kenmerken kun je het fotosyntheseproces in onderdelen opsplitsen. Het proces kent allerlei zwakke plekken die veredelaars stuk voor stuk zouden kunnen verbeteren. Bijvoorbeeld door de plant efficiënter te laten omgaan met wisselende lichtinval.

Een andere invalshoek is de nieuwe kennis over een gen dat het Rubisco enzym produceert. Dat enzym speelt een sleutelrol bij de fotosynthese. Door een gen uit een pompoenplant in te bouwen in een tabaksplant wisten Amerikaanse onderzoekers de werking van dit enzym te verbeteren. Klein Lankhorst zegt dat Wageningse onderzoekers nu proberen of je soortgelijke genen met verdelingstechnieken kunt in gewassen kunt inkruisen.

(Bron foto: Shutterstock)