"Kleine genetische verschillen zorgen voor beter teamwork tussen planten"

Diverse gemeenschappen van planten en dieren presteren over het algemeen beter dan monoculturen. De mechanismen die hiervoor verantwoordelijk zijn, zijn tot nu toe echter een mysterie voor de wetenschap geweest. Biologen aan de universiteit van Zürich hebben nu de genetische oorzaak van deze effecten kunnen identificeren. Hun bevindingen zouden mogelijk de gewasopbrengst kunnen helpen verbeteren.

Kleine genetische verschillen verbeteren teamwork: systematische kruising van variëteiten van de zandraket in een UZH-kas. (Afbeelding: UZH)

Het aanhoudende wereldwijde verlies van biologische diversiteit is een van de meest urgente uitdagingen waarmee de mensheid momenteel wordt geconfronteerd. Biodiversiteit is van vitaal belang voor de mens, niet in de laatste plaats omdat het ecosysteem diensten ondersteunt, zoals het leveren van schoon water en de productie van biomassa en voedsel. Veel experimenten hebben aangetoond dat diverse biologische gemeenschappen van organismen in dit opzicht beter functioneren dan monoculturen. "In gemengde gemeenschappen houden planten zich bezig met een vorm van taakverdeling die de efficiëntie verhoogt en het functioneren van de gemeenschap als geheel verbetert", legt Pascal Niklaus van de afdeling evolutionaire biologie en milieukundig onderzoek van de universiteit van Zürich uit.

Niettemin is de moderne landbouwpraktijk hoofdzakelijk gebaseerd op plantenrassen die genetisch uniform zijn, omdat ze het gemakkelijker maken om gewassen te verbouwen en te verwerken. De voordelen van diverse gemeenschappen blijven daarom onbenut, ook omdat de onderliggende mechanismen nog niet volledig worden begrepen. "Ondanks intensief onderzoek weten we momenteel niet welke eigenschappen planten in dergelijke gemengde teams goede teamspelers maken", aldus de hoofdauteur van het onderzoek Samuel Wüst.

Planten groeien beter in gemengde teams
De twee onderzoekers hebben deze vraag aangepakt door moderne genetische en ecologische benaderingen te combineren. Als testsysteem concentreerden ze zich op gewone zandraket (Arabidopsis thaliana), een kleine plant uit de kruisbloemenfamilie die genetisch goed gedocumenteerd is. Ze hebben systematische kruisingen van variëteiten van deze planten gebruikt, die in verschillende combinaties in potten werden gekweekt. Na een paar weken wogen de onderzoekers de resulterende biomassa, waardoor ze de groei van de planten konden vergelijken. Zoals verwacht waren potten met mengsels van verschillende kruisingen gemiddeld productiever.

Kleine genetische verschillen verbeteren de opbrengst
Aan de hand van statistische analyses brachten de onderzoekers de stijging van de opbrengst vervolgens in gemengde gemeenschappen in verband met de genetische samenstelling van de kruisingen. De genetische kaart die ze op deze manier hebben verkregen, hebben hen in staat gesteld om de delen van het genoom te identificeren die de combinatie van planten tot goede gemengde teams maakten. Ze kwamen tot de conclusie dat zelfs de kleinste genetische verschillen tussen planten voldoende waren om hun totale samengevoegde opbrengst te verhogen.

"We waren zeer verrast dat complexe en slecht begrepen eigenschappen, zoals de geschiktheid om als een ​​goed werkende mix te vormen, zo'n eenvoudige genetische oorzaak kon hebben", zegt Samuel Wüst. Hij is er van overtuigd dat hun methode kan helpen om planten te veredelen die goede teamspelers zijn en dus meer gewassen opleveren. "Onze inzichten openen volledig nieuwe wegen in de landbouw", voegde Wüst daar aan toe.

Bron: University of Zurich


Publicatiedatum :


print   

Ook onze nieuwsbrief ontvangen? | Klik hier


Ander nieuws uit deze sector:


© BPnieuws.nl 2019