Wetenschap - 28 maart 2017

WUR zoekt gewas dat extreme droogte overleeft

tekst:
Albert Sikkema

De Afrikaanse plant Xerophyta viscosa kan na extreme uitdroging weer helemaal herstellen. Wageningse plantenfysiologen hebben het DNA van deze plant in kaart gebracht om het geheim van de ‘herrijzende plant’ te vinden.

<links de Xerophyta viscosa na 25 dagen uitdroging, rechts na 5 dagen van watergift en herstel, foto: WUR>

De plant Xerophyta viscosa heeft twee gezichten. Onder droge omstandigheden is ze een verzameling dode bladeren, als het regent ontstaat een uitbundig bloeiende groene plant met lila bloemetjes. Die eigenschap is interessant voor voedingsgewassen en daarom bracht een team van onderzoekers uit Zuid-Afrika, de VS, Australië en Nederland het DNA van deze ‘herrijzende plant’ in kaart.

Uitdroging
De Wageningse plantenfysiologen Maria-Cecília Costa en Mariana Artur bestudeerden de expressiepatronen van de genen, om te achterhalen welke genen door de plant worden aan- en uitgezet tijdens uitdroging. Tot hun verbazing vonden ze daarbij geen extra activiteit van genen die betrokken zijn bij verwelking en veroudering van de plant. Wel vonden ze extra activiteit van genen die betrokken zijn bij de rijping van zaden, een proces waarbij de zaden klaargemaakt worden om tientallen jaren droogte te kunnen overleven. Het onderzoek werd gisteren gepubliceerd in Nature Plants.

Mechanisme
‘Dit proces van volledig uitdrogen is wat anders dan droogtetolerantie’, licht onderzoeksbegeleider Henk Hilhorst toe. ‘Bij droogte-tolerantie vermindert de plant het waterverlies door bijvoorbeeld de huidmondjes te sluiten. Maar na verloop van tijd, zonder water, gaat zo’n droogte-tolerante plant toch dood. De Xerophyta viscosa kan helemaal uitdrogen zonder dood te gaan. Die heeft een mechanisme dat voorkomt dat er schade optreedt bij droogte. Dat mechanisme zoeken we.’

Het bijzondere van dit mechanisme is dat het wel de zaden van de meeste planten beschermt tijdens extreme droogte, maar de groene delen van de plant niet. Als de groep van Hilhorst de genen vindt, kan ze die wellicht zo ontsluiten dat ze ook de bladeren van de plant beschermen. Bovendien willen ze deze eigenschap in voedingsgewassen ontsluiten.

Teff
Hilhorst weet nu in welke richting hij moet zoeken, maar hij heeft het genenpakketje dat verantwoordelijk is voor de herrijzenis nog niet. Nader onderzoek aan een ander gewas moet hem verder helpen. Zijn groep kijkt ook naar de genen van teff, een voedselgewas uit Ethiopië, en een nauw aan teff verwante plant die uitdroog-tolerant is. Door de genen van deze twee soorten te vergelijken, hopen ze het mechanisme te vinden.

Vooral de regen-afhankelijke Afrikaanse landbouw heeft baat bij voedselgewassen die het ook onder kurkdroge omstandigheden uithouden, zegt Hilhorst, verwijzend naar de huidige droogte en hongersnood in landen als Ethiopië, Zuid-Soedan en Noord-Nigeria.


Re:ageer