Wageningse onderzoekers vinden genetische “regelkast”
Het wordt in de toekomst waarschijnlijk mogelijk om via plantenveredeling aardappelplanten te ontwikkelen die beter tegen droogte kunnen dan de planten die tot nu toe op de akkers staan. Dat blijkt uit het onderzoek waarop Anitha Kumari maart 2011 promoveerde aan Wageningen University, onderdeel van Wageningen UR. Kumari vond grote verschillen in de mate waarin aardappelplanten zich na een droge periode konden herstellen. Daarnaast ontdekte ze dat er op de chromosomen van de aardappel één specifiek gebied is waar genen liggen die in haar aardappelplanten de droogte-reactie regelen.
Foto: Aardappelsoorten verschillen enorm in hun droogte-tolerantie (klik op foto voor grote versie)
Aardappels gaan heel efficiënt om met water. Per liter grondwater maakt een aardappelplant bijvoorbeeld veel meer voedsel dan een tarweplant. Probleem is wel dat aardappelplanten er niet goed tegen kunnen weinig water beschikbaar te hebben. de knolopbrengst loopt dan snel terug. De bevindingen van Kumari laten zien dat het zeer waarschijnlijk haalbaar is om aardappelplanten te ontwikkelen die niet alleen efficiënt zijn met water, maar ook goed herstellen en genoeg voedsel produceren na een droge periode.
De Wageningse onderzoekster deed als eerste een groot onderzoek naar de rol van erfelijke eigenschappen van aardappelplanten bij de reactie op droogte.
Voor haar onderzoek gebruikte Kumari een kruising van twee aardappelplanten die genetisch sterk van elkaar verschilden, doordat ze twee verschillende wilde aardappelsoorten als voorouders hadden. Ze zette planten uit het nageslacht van de kruising tussen deze twee aardappels gedurende ongeveer drie weken droog. Daarna kregen de planten weer water. Sommige aardappelplanten konden zich herstellen, terwijl andere planten volledig afstierven. Daarmee toonde ze aan dat er daadwerkelijk perspectief is om aardappels te ontwikkelen die beter tegen droogte kunnen.
Kumari onderzocht gedurende dit soort experimenten welke genen van de aardappelplant aan het begin van de droogteperiode meer of minder actief waren. Ze ontdekte dat er maar liefst duizenden genen specifiek reageerden op de droogte.
Door de genetische analyse van de aardappelplanten, ontdekte Kumari dat de verschillen in activiteit van duizenden genen afhankelijk waren van één gebied in het DNA van de onderzochte aardappels. Dit effect was alleen zichtbaar tijdens droogte en niet onder normale condities. Daaruit concludeert ze dat de reactie van de plant op droge omstandigheden waarschijnlijk in dit gebied van het DNA geregeld wordt.