Een nieuwe stap op weg naar gewassen die tegen grote droogte kunnen

Persbericht

Een nieuwe stap op weg naar gewassen die tegen grote droogte kunnen

Gepubliceerd op
27 maart 2017

Een internationaal team van onderzoekers, geleid door Wageningen University & Research, heeft het DNA in kaart gebracht van Xerophyta viscosa, ook wel ‘herrijzende plant’ genoemd, omdat de plant na extreme uitdroging weer helemaal kan herstellen. In hun publicatie in Nature Plants laten de onderzoekers de genetische ‘voetafdruk’ van deze eigenschap zien. Het team hoopt dat hun resultaten een bijdrage zullen leveren aan de ontwikkeling van gewassen die beter bestand zijn tegen de verwachte veranderingen in ons klimaat.

Het onderzoek achter de publicatie van het DNA van de zo tot de verbeelding sprekende ‘herrijzende’ Xerophyta viscosa, een plant uit zuidelijk Afrika, is uitgevoerd door onderzoekers uit Zuid-Afrika, de VS, Australië en Nederland.

Klimaatverandering vraagt om sterke gewassen

Volgens Henk Hilhorst, plantenfysioloog bij Wageningen University & Research en leider van het onderzoek, is kennis over dit soort ‘extreme’ planten maatschappelijk heel belangrijk. Hilhorst: “Voedselgewassen die extreme droogte kunnen overleven, zijn richting toekomst van groot belang. De klimaatverandering veroorzaakt langere en extremere droogteperiodes. Tegelijkertijd moeten we een sterk toenemende wereldbevolking van voedsel voorzien. Planten die extreme droogte kunnen overleven, zoals Xerophyta viscosa, zijn daarom een belangrijke bron van kennis voor het ontwikkelen van gewassen die veel beter tegen droogte kunnen dan onze huidige gewassen”.

DNA in kaart gebracht

In hun zoektocht naar de moleculaire en genetische achtergrond van de ‘herrijzing’ analyseerde het team het DNA van het gehele genoom van Xerophyta viscosa. Daarnaast onderzochten ze welke genen meer- en minder actief werden tijdens de periode dat ze de planten lieten uitdrogen. Op die manier wilden ze de ‘herrijzenis-genen’ op het spoor komen.

Welke genen worden aan- en uitgezet bij droogte?

Maria-Cecília Costa en Mariana Artur, net als Hilhorst werkzaam bij de leerstoel Plantenfysiologie van Wageningen University & Research, zijn samen de eerste auteurs van de publicatie in Nature Plants. Zij bestudeerden de expressiepatronen van de genen, om zo te achterhalen welke genen door de plant worden aan- en uitgezet tijdens uitdroging. Costa: “Tot onze grote verbazing vonden we daarbij geen extra activiteit van genen waarvan we weten dat ze actief zijn bij droogte- geïnduceerde verwelking en veroudering.”

Het team vond juist wel extra activiteit van genen die betrokken zijn bij de rijping van zaden, een proces waarbij de zaden klaargemaakt worden om tot wel tientallen jaren droogte te kunnen overleven.

Costa: “Dat zou kunnen betekenen dat Xerophyta viscosa zo goed tegen uitdroging kan, dankzij genen die door evolutie ontstaan zijn uit de genen die zaden in staat stellen om lange droge periodes te overleven.”

Xerophyta viscosa planten, links na 25 dagen uitdroging, waarbij de planten nog maar 5% water bevatten, rechts planten die hersteld zijn na 5 dagen watergeven.
Xerophyta viscosa planten, links na 25 dagen uitdroging, waarbij de planten nog maar 5% water bevatten, rechts planten die hersteld zijn na 5 dagen watergeven.