Wetenschap - 28 juni 2007

Virtuele planten veroveren Wageningen

Plantenonderzoekers van Wageningen UR denken een missing link te hebben gevonden. Dankzij nieuwe plantenmodellen wordt het mogelijk virtueel gewassen te laten groeien en de kloof tussen genomics en gewasecologie te overbruggen.

903_nieuws.jpg
903_nieuws.jpg

Foto: .

‘Het modelonderzoek aan gewassen is springlevend. Er is zelfs sprake van een new wave waardoor we nu onderzoeksvragen kunnen oppakken die altijd buiten ons bereik lagen’, zegt prof. Paul Struik, hoogleraar Gewasfysiologie. Op woensdag 20 juni werden twee nieuwe boeken over plantmodellen gepresenteerd die volgens Struik de neerslag zijn van deze nieuwe ontwikkeling.
Het modelleren van plantengroei met computers is al sinds de jaren zestig een Wagenings specialisme. Productie-ecoloog prof. C.T. de Wit wist bijvoorbeeld basisprocessen als fotosynthese, ademhaling en watertransport te vertalen in dynamische modellen voor gewasgroei. De modellen maakten het mogelijk oogstvoorspellingen te doen en de gevolgen van ziekten en plagen op gewasgroei te beschrijven. Hoewel zulke ‘academische speeltjes’ aanvankelijk met de nodige scepsis werden ontvangen door de landbouwsector, raakte de inzet van computermodellen al spoedig ingeburgerd.
Inmiddels zijn de modellen volgens Struik aan een tweede jeugd begonnen, omdat het mogelijk blijkt de groeimodellen te koppelen aan basiskennis over de ruimtelijke ontwikkeling van planten en genetische informatie. Dat heeft binnen Wageningen geleid tot een virtual plant network, van onderzoekers die digitale rozen, chrysanten, zandraketten of tarwe driedimensionaal laten groeien. Zo heeft dr. Pieter de Visser een computermodel gemaakt waarmee je een zandraket binnen een paar seconden kunt zien groeien van kiemplant tot volwassen plant. Struik: ‘Dat is niet alleen leuk, maar stelt ons ook in staat onderzoeksgegevens te genereren die je niet met gewone experimenten kunt verkrijgen.’
De computermodellen voorspellen bijvoorbeeld wat er gebeurt als een plant een concurrerende buurplant heeft. Daarvoor houdt een model rekening met de wisselende hoeveelheden en samenstelling van het zonlicht. De planten reageren daar bijvoorbeeld op door meer of minder zijscheuten aan te maken. Iets waarmee telers rekening kunnen houden door te letten op plantafstanden en onkruidbeheer.
Struik is verder erg enthousiast over de mogelijkheden om met modellen de kloof tussen genomics en gewaswetenschappen te overbruggen. ‘Genomiconderzoekers leggen veel kwantitatieve genetisch informatie over planten vast in zogeheten QTL’s en die gebruiken wij dan in onze gewasgroeimodellen.’ Dr. Xinyou Yin, postdoc bij de leerstoelgroep Gewas- en onkruidecologie, heeft met succes zulke relaties tussen gen, plant en gewas weten te vertalen in gewasmodellen. De brug die daardoor is geslagen biedt volgens Struik toegang tot ‘een compleet nieuwe wereld’. / Gert van Maanen , illustratie Pieter de Visser

Re:ageer