Jeremy Harbinson performs photosynthesis-research in Wageningen. Photo: G.J.Vlekke Amerikaanse onderzoekers wisten vorige week een weeffout in de fotosynthese van planten deels te ondervangen. Planten produceren een enzym, genaamd Rubisco, dat CO2 uit de lucht helpt omzetten in suikers voor de plant. In 20 procent van de gevallen haalt dit enzym geen CO2 maar zuurstof uit de lucht. Daarmee ontstaan gifstoffen die de plant moet opruimen, waardoor de plant minder energie heeft voor de groei. De Amerikaanse onderzoekers zetten een gen, verantwoordelijk voor de normale afvoer van de gifstof in de tabaksplant, uit en voegden alternatieve afbraak-genen toe uit een alg en een pompoen. Daardoor produceert de genetisch gemodificeerde tabaksplant 40 procent meer biomassa.
Resultaat
‘Dit is een heel belangrijk resultaat’, reageert René Klein Lankhorst, die namens WUR het omvangrijke fotosyntheseprogramma Bio Solar Cells coördineerde. ‘Wij zeggen al jaren dat de fotosynthese sterk kan verbeteren. De Amerikaanse onderzoekers laten nu zien wat er kan.’ Het is niet de eerste doorbraak op fotosynthesegebied, aldus Klein Lankhorst. Andere onderzoekers wisten met andere technieken de fotosynthese al met 15 en 20 procent te verbeteren. ‘Steeds ging het om verschillende processen, die je wellicht samen in planten kunt toepassen. In potentie zouden planten dan 75 procent meer biomassa kunnen produceren.’
Gmo
Overigens wil dat nog niet zeggen dat je daarmee meteen de voedselvoorziening verbetert, relativeert Klein Lankhorst. ‘Je wilt straks geen aardappelplanten van een meter hoog, maar planten met grotere knollen. De vraag is nog of en hoe je de hogere fotosynthese kunt omzetten in hogere specifieke opbrengsten.’ Bovendien hebben de Amerikanen een gmo-gewas gemaakt. ‘In Wageningen zoeken we naar de natuurlijke variatie in planten, waarbij we onder meer genen zoeken in woestijnplanten die een bijzonder hoge fotosynthese-capaciteit hebben. Dan heb je geen transgenen nodig. Al denk ik wel dat we Crispr-cas nodig hebben om de fotosynthese met soorteigen genen te verbeteren, anders duurt het veredelingsproces veel te lang.’
Voedselproductie
Klein Lankhorst pleit al jaren bij de Europese Commissie in Brussel voor een groot onderzoeksprogramma om de voedselproductie te verbeteren met hogere opbrengsten per plant. ‘We staan voor de opgave om meer voedsel te produceren voor de groeiende wereldbevolking en tegelijkertijd de klimaatafspraken te realiseren en veel efficiënter om te gaan met water en mineralen. Dan heb je een betere fotosynthese nodig.’ Hij coördineert nu het Europese project CropBooster-P, dat scenario’s ontwikkelt hoe we de komende tien jaar deze opbrengstverhoging kunnen realiseren en welke kennis we dan verder moeten ontwikkelen.
Citizen jury
Bij dat technische pakket aan mogelijkheden om de productie te verhogen hoort ook een maatschappelijk oordeel, zegt Klein Lankhorst, en daarom gaan sociale wetenschappers de scenario’s van CropBooster-P de komende jaren voorleggen aan panels van consumentenorganisaties, boeren en de industrie. Ook gaan consumentenwetenschappers de dialoog zoeken in de vorm van een citizen jury. ‘Het idee is: pluk mensen van de straat, vraag ze om twee dagen in een hotel te zitten, geef ze informatie over de scenario’s en laat ze samen tot een oordeel komen.’
Europese Commissie
Klein Lankhorst hoopt dat daar een eenduidig voorstel uit rolt dat de onderzoekers kunnen aanbieden aan de Europese Commissie. De EU moet vervolgens besluiten of ze in betere voedselgewassen en fotosynthese wil investeren. In CropBooster-P, waarvoor de EU 3 miljoen euro beschikbaar heeft gesteld, werken belangrijke onderzoeksorganisaties als het Franse INRA, het Belgische VIB, de Britse University of Nottingham en het Europese EPSO samen met WUR.