Welkom bij
Moderne landbouw
!
Britse wetenschappers hebben een synthetisch molecuul gemaakt waarvan is aangetoond dat het, wanneer het op gewassen wordt toegepast, de grootte en het zetmeelgehalte van tarwekorrels in het laboratorium tot 20% verhoogt.
De nieuwe plant-applicatie, ontwikkeld door Rothamsted Research en Oxford University, zou kunnen helpen bij het oplossen van het probleem van de toenemende voedselonzekerheid over de hele wereld. Ongeveer 795 miljoen mensen zijn ondervoed en de El Nino van dit jaar heeft aangetoond hoe kwetsbaar veel landen zijn voor door klimaat veroorzaakte droogte.
De resultaten van de studie, gepubliceerd in Nature, beschrijven de methode die is gebaseerd op het gebruik van synthetische 'voorlopers' van de suiker trehalose 6-fosfaat (T6P) - een eerste in zijn soort strategie die chemie gebruikte om hoe suikers door planten worden gebruikt. Rothamsted Research, dat strategische financiering ontvangt van de Biotechnology and Biological Sciences Research Council, identificeerde deze natuurlijk voorkomende suiker als cruciaal bij het beheersen van de manier waarop tarwe sucrose gebruikt, de belangrijkste brandstof die wordt gegenereerd door fotosynthese. Sucrose is de sleutel tot de ontwikkeling van tarwekorrels. Ze stelden vast dat hoe meer T6P beschikbaar is voor tarwekorrels terwijl ze groeien, hoe groter de opbrengst.
Gebruikmakend van de chemische expertise van het Chemistry Research Laboratory van de Universiteit van Oxford, werd een aangepaste versie van T6P ontwikkeld die door de plant kon worden opgenomen en vervolgens in de plant in zonlicht kon worden vrijgegeven. Deze T6P 'precursor' werd toegevoegd aan een oplossing en vervolgens op de planten gespoten, waardoor een 'puls' van T6P ontstond, waardoor er meer sucrose in het graan werd getrokken om zetmeel te maken. Bij testen in het laboratorium, onder gecontroleerde omgevingsomstandigheden, resulteerde deze aanpak in een toename van de tarwekorrelgrootte en een opbrengst tot 20%.
De studie toonde ook aan dat toepassing van het precursormolecuul het vermogen van planten om te herstellen van droogte zou kunnen verbeteren, wat uiteindelijk boeren zou kunnen helpen moeilijke seizoenen in de toekomst gemakkelijker te overwinnen.
Professor Ben Davis, van de afdeling Scheikunde aan de Universiteit van Oxford, zei:'De tests die we in het laboratorium hebben uitgevoerd, laten een echte belofte zien voor een techniek die in de toekomst radicaal zou kunnen veranderen hoe we niet alleen tarwe, maar veel verschillende gewassen. De 'groene revolutie' in de 20e eeuw was een periode waarin veerkrachtigere tarwevariëteiten met een hoge opbrengst werden gecreëerd, een innovatie waarvan wordt beweerd dat deze heeft bijgedragen aan het redden van een miljard levens. Door nieuwe chemische methoden te ontwikkelen op basis van inzicht in de biologie, kunnen we onze voedselbronnen veiligstellen en deze erfenis uitbreiden. Op die manier kunnen we ervoor zorgen dat zoveel mogelijk mensen toegang hebben tot voldoende voedsel en dat de minder bedeelden kunnen worden gered van onverwachte ontberingen.'
De methode heeft het potentieel om de opbrengst van een groot aantal gewassen te verhogen, aangezien T6P aanwezig is en dezelfde functie vervult in alle planten en gewassen.
Dr Matthew Paul, Senior Scientist (Plant Biology and Crop Science) bij Rothamsted Research, zei:'Deze studie is een proof of concept, die ons laat zien dat het mogelijk is om te beïnvloeden hoe planten de brandstof gebruiken die ze produceren voor landbouw voordeel, zowel in termen van opbrengst als ook weerstand tegen drogere omstandigheden. De volgende fase van het werk is om dit experiment zo veel mogelijk in het veld in verschillende omgevingen te repliceren, waarvoor we moeten begrijpen hoe we de productie van de T6P-precursor kunnen opschalen en het effect kunnen bepalen dat meer variabele omstandigheden op de resultaten kunnen hebben. .'
Tarweplanten werden gekweekt totdat elke plant bloeide, waarna verschillende concentraties T6P-oplossing (tussen 0,1 en 10 mM) aan verschillende planten werden toegevoegd om het effect van elke concentratie op de groei te beoordelen. De tarwe werd vervolgens met de oplossingen op de oren of op de hele plant besproeid met tussenpozen van vijf dagen nadat de planten voor het eerst waren gebloeid, waarbij slechts één keer aanbrengen voldoende was om de opbrengst te verhogen. De planten werden vervolgens geoogst zodra ze rijp waren, waarbij de korrels werden gewogen en geanalyseerd op de hoeveelheid aanwezig zetmeel en eiwit. Om de reacties op droogtecondities te testen, werden de planten gekweekt tot net voordat de tarweplant zijn stengel ontwikkelde. Daarna werd het tien dagen lang zonder water gehouden en op de negende van deze dagen werden T6P-oplossingen toegevoegd. Planten werden geoogst na opnieuw water geven om het herstel van de biomassa na de droogteperiode te beoordelen.
Bron PHYS.org
