WUR-onderzoeker: gewassen kunnen lichtenergie beter benutten

Blinde vlek

Veel cultuurgewassen lijken qua opbrengst aan hun top te zitten. Decennia lang zijn ze geselecteerd op een steeds hogere productie. En nu gebruiken ze voedingsstoffen efficiënt, ze vangen het zonlicht optimaal op. Ze sturen assimilaten voor een groot deel naar de oogstbare delen, zoals vruchten, knollen of graankorrels. De laatste jaren komt er echter een blinde vlek aan het licht: veel gewassen benutten de opgevangen zonne-energie helemaal niet zo efficiënt voor de fotosynthese.

Doorselecteren

In de naren ’80, toen de efficiëntie van de fotosynthese breed werd onderzocht, werd gedacht dat de fotosynthese al zo efficiënt mogelijk was en dat er weinig variatie bestond. Volgens hoogleraar Aarts is er nu een veel beter genetisch inzicht en is dit beter meetbaar. “Nu weten we dat er veel genen bij de fotosynthese betrokken zijn en dat er variatie bestaat in de efficiëntie van deelprocessen. Vaak is die variatie in de orde van enkele procenten, maar als je al die geringe bijdragen door selectie en veredeling bij elkaar op weet te tellen, kom je wel tot 10 à 20 procent verbetering”, vertelt Mark Aarts.

Fotosynthese verbeteren

De fotosynthese van planten is volgens Aarts in de natuur niet optimaal. Hij spreekt van een kwetsbaar en tegelijk nogal agressief proces dat voorzien is van vele beschermingsmechanismen. Cultuurgewassen daarentegen worden geteeld onder gecontroleerde omstandigheden, op het veld of in de kas. “Daar heb je die beschermingsmechanismen niet zo hard nodig, zeker als ze ten koste kunnen gaan van de productie.”

Phenovator

Onder optimale omstandigheden zijn de verschillen in fotosynthese-efficiëntie klein. Maar bij stress zoals koude, hitte of droogte, komen flinke verschillen in efficiëntie naar voren en daar kan volgens Aarts op worden geselecteerd. Het Wagenings onderzoek gebeurt met de modelplant Arabidopsis, de zandraket, omdat alle genen daarvan goed in kaart zijn gebracht.
Het is een zoektocht naar de kleine verschillen. “Die zijn wel relevant. Want als we op deze manier op tien punten een kleine verbetering kunnen bereiken, komen we op een verbetering van zo’n tien tot twintig procent.” Volgens Aarts is de meettechnologie waar over de onderzoekers tegenwoordig kunnen beschikken cruciaal om stappen te kunnen zetten. Zoals de Phenovator, een robot voor het meten van fotosynthese. Interessant is dat er gebruik wordt gemaakt van ‘Genomic selection’, een aanpak die aanvankelijk uit de dierenfokkerij komt.