Plant gaat toch slimmer om met overdosis licht

Planten lopen schade op bij teveel zonlicht. Wageningse en Litouwse onderzoekers hebben nu de werking van een inwendig beschermingssysteem ontdekt dat een overdosis aan licht snel onschadelijk maakt. De vinding kan van belang zijn voor de toekomstige gewasopbrengsten.

Een groene plant vangt het licht van de zon op effectieve wijze op. De plant geleidt de ingevangen ‘lichtpakketjes’ (fotonen) naar de interne verwerkingseenheid, het zogenaamde reactiecentrum, waar de energie via een reeks van chemische reacties leidt tot elektronen en protonen die nodig zijn voor de aanmaak van organische moleculen, zoals suiker. Echter, in fel zonlicht kan het reactiecentrum de gevormde elektronen en protonen niet snel genoeg verwerken. Dit kan leiden tot grote schade in de plant, waarbij zogenaamde vrije radicalen chemische schade toebrengen aan eiwitten en lipiden zodat weefsels afsterven.

Om te voorkomen dat het volgende pakketje geabsorbeerd zonlicht bij het reactiecentrum wordt afgeleverd terwijl het vorige pakketje nog niet is afgewerkt, zetten de planten diverse beschermingsmechanismen in waarbij het geabsorbeerde licht deels wordt omgezet in warmte die verder geen schade kan aanrichten.

Bescherming tegen overdosis zonlicht
In Nature Plants vertelt het onderzoeksteam onder leiding van prof. Herbert van Amerongen, hoogleraar Biofysica, over hun spectaculaire ontdekking van de werking van een systeem dat de plant tegen een overdosering aan zonlicht beschermt (het fotoprotectiesysteem NPQ).

Voor het inschakelen van de bescherming activeert de plant diverse enzymen. Dat blijkt tientallen seconden tot minuten te duren. In fluctuerend licht, zoals bij bladeren in de wind, kan dit leiden tot kostbare energieverliezen. Hoe belangrijk het in- en uitschakelen van de bescherming is, toonden 1,5 jaar geleden onderzoekers in de VS aan. Zij lieten zien dat gemodificeerde tabaksplanten, waarbij het in- en uitschakelproces aanzienlijk was versneld, leidden tot een vijftien procent hogere productie van biomassa.

Plant schakelt toch snel om
Het onderzoeksteam van het Wageningse Laboratorium voor Biofysica in Wageningen hebben nu samen met collega’s uit Litouwen ontdekt dat een belangrijk deel van het omschakelingsproces veel sneller verloopt dan tot dusverre werd aangenomen. Het aanzetten duurt weliswaar in eerste instantie tientallen seconden maar als de bescherming eenmaal aanstaat blijkt het systeem grotendeels vrijwel onmiddellijk te kunnen reageren op de toestand van het reactiecentrum.

Beperkt energieverlies
Is het reactiecentrum nog bezig met het vorige energiepakketje, dan wordt de nieuw aangeleverde energie omgezet in warmte. Is echter het reactiecentrum beschikbaar, dan vervalt een veel kleinere fractie tot warmte en blijft het energieverlies beperkt.

Fotosynthese 2.0
WUR werkt momenteel samen met 51 andere instituten uit 17 EU landen aan een nieuw onderzoeksvoorstel: Fotosynthese 2.0. In 2050 zullen we genoeg voedsel moeten produceren om tien miljard mensen te voeden. Dit betekent dat we twee keer zoveel voedsel moeten produceren om voedselzekerheid te garanderen. Maar hoe gaan we dat doen zonder de aarde uit te putten?

De resultaten van het fotosynthese-onderzoek van prof. Van Amerongen laten zien dat de gangbare modellen van fotosynthese niet juist zijn en dat planten efficiënter met licht omgaan dan voorheen gedacht werd. Deze bevinding schept verbeterde inzichten om via het fotosyntheseproces tot verhoogde productie te komen. Daarbij gaat het niet alleen om voedselgewassen, maar ook om minder voor de hand liggende planten en andere fotosynthetische organismen.

Het lijkt er namelijk op dat dit beschermingsmechanisme veel minder effectief is in algen en microalgen. ‘Veredeling’ van deze organismen door de introductie van dit mechanisme in hun fotosynthetisch apparaat schept verbeterde mogelijkheden om deze ‘gewassen’ te benutten voor bio-energie en waardevolle chemische producten.

bron: Wageningen UR

Publicatiedatum: 12-4-2018

 

 
 
tweet
 
delen

e-mail
   
afdrukken
 
abonneeren

 

Overig nieuws in deze sector:

16-8-2018 Deense teler maakt Begonia Maculata uit zaad
14-8-2018 Lavendel redt seizoen voor Deense potrozenkweker
8-8-2018 Kerstboomproductie zwaar getroffen door aanhoudende droogte
7-8-2018 Gebr. Nederpel Potplanten breidt assortiment uit met Primula
18-7-2018 Van Schie Potlelies start uitlevering Chrysanne Grandezza
12-7-2018 Eerste aanmeldingen noviteitenkeuring van Plantarium 2018
10-7-2018 "Markt voor sansevieria is onverzadigbaar"
9-7-2018 Eerste kwekersrecht voor hortensia in China
5-7-2018 (Na)zomer tuinfeestje met Hebe Addenda
27-6-2018 Update onderzoek 'Hoe werkt een kalanchoë’
26-6-2018 Leuke samenwerking tussen participanten en studenten in WHC
18-6-2018 Sunrich verkrijgbaar bij drie Nederlandse zonnebloemkwekerijen
18-6-2018 In één lijn naar leverbare hyacinten
14-6-2018 Westbroek: "Is mijn orchidee nog te redden?"
14-6-2018 "Geen makkelijkere roos dan de True Bloom-roos"
1-6-2018 VS: bacterie Xanthomonas in begonia te lijf
31-5-2018 Vernieuwde Greennest Gallery Utrecht in de Botanische Tuinen
28-5-2018 Mogelijk baanbrekend onderzoek naar tuinroos genoom gepubliceerd
23-5-2018 Van der Valk test Kalanchoë
17-5-2018 "Brexit biedt VK mogelijkheid om bioveiligheid aan te passen"

 

Een reactie plaatsen: (max. 500 tekens)




  E-mailadres tonen

   nieuwe code