Verbetering van de fotosynthese-efficiëntie bij lagere temperaturen

Project

Verbetering van de fotosynthese-efficiƫntie bij lagere temperaturen

In Nederland worden diverse tuinbouwgewassen, zoals tomaat, komkommer en paprika's, meestal geteeld in verwarmde kassen. De energie die daarbij wordt gebruikt, is verantwoordelijk voor 20 procent van de totale productiekosten. Verlaging van de temperatuur met 2 °C zou een besparing betekenen van 16 procent van het energieverbruik bij de productie van kasgroenten.

Verwarming van de kassen is noodzakelijk voor een hoge opbrengst van de rassen die momenteel verkrijgbaar zijn op de markt. Bij lagere temperaturen zijn onmisbare enzymen voor de fotosynthese en het suikermetabolisme minder actief. Daardoor hoopt er zich gefosforyleerde suiker op in het blad (de source). Met een mechanisme van negatieve feedback wordt de fotosynthese geremd door de aanwezigheid van deze suikers. Hierdoor verloopt de ontwikkeling van de vruchten trager en minder goed.

Wilde accessies van tomaat kunnen dienen als bron van enzymen met een hogere activiteit bij lagere temperaturen, zeker als ze van nature voorkomen in koude gebieden en op grote hoogte. Binnen het Towards Biosolar Project kijken we naar enzymen die betrokken zijn bij het verminderen van de ophoping van sucrose in het blad. Daarbij gaat het in het bijzonder om de sucrosesynthasen (susy) en -invertasen (inv) (afbeelding 1). In het project brengen we de activiteit in kaart van verschillende allelen uit diverse wilde tomatensoorten.

Afbeelding 1: Sucrosetransport van source-cel naar sink-cel. In de source-cel (in het blad) worden de door fotosynthese aangemaakte triofosfaten gedeeltelijk omgezet in sucrose. Deze suiker kan vervolgens worden gebruikt in die cel of eerst worden getransporteerd naar sink-cellen via naastliggende cellen, en vervolgens via zeefvatcellen en het bastweefsel. De sucrose wordt vervolgens vanuit het bastweefsel afgegeven aan sink-cellen (bijv. in de wortels, vruchten of knollen). Daar wordt hij verwerkt door verschillende enzymen, zoals invertase en sucrosesynthase.
Afbeelding 1: Sucrosetransport van source-cel naar sink-cel. In de source-cel (in het blad) worden de door fotosynthese aangemaakte triofosfaten gedeeltelijk omgezet in sucrose. Deze suiker kan vervolgens worden gebruikt in die cel of eerst worden getransporteerd naar sink-cellen via naastliggende cellen, en vervolgens via zeefvatcellen en het bastweefsel. De sucrose wordt vervolgens vanuit het bastweefsel afgegeven aan sink-cellen (bijv. in de wortels, vruchten of knollen). Daar wordt hij verwerkt door verschillende enzymen, zoals invertase en sucrosesynthase.