Gewoon onkruid kan een “superplant” zijn die de sleutel vormt tot het creëren van droogtebestendige gewassen

Luister naar dit artikel

Volgens een artikel dat op 5 augustus in het peer-reviewed tijdschrift Science Advances is gepubliceerd, is er een veelvoorkomend onkruid dat mogelijk de “superplant” is waarnaar wetenschappers op zoek waren en dat de sleutel is tot het creëren van droogteresistente gewassen in de toekomst.

Portulaca oleracea, algemeen bekend als postelein, is een veel voorkomende plant die ons belangrijke lessen kan leren over het kweken van gewassen die resistent zijn tegen droogte, zoals wetenschappers van Yale rapporteren in hun opwindende nieuwe paper.

Het combineert twee unieke metabole routes om een ​​innovatieve vorm van fotosynthese te produceren. Dit geeft het kruid dat bekend staat als postelein het vermogen om droogte te weerstaan ​​en tegelijkertijd een hoog productiviteitsniveau te behouden.

“Dit is een zeer zeldzame combinatie van eigenschappen en heeft een soort ‘superplant’ gecreëerd – een die mogelijk nuttig kan zijn bij activiteiten zoals gewastechnologie”, zegt Erika Edwards, hoogleraar ecologie en evolutionaire biologie aan Yale en senior auteur van de studie.

Om de fotosynthese te verbeteren, hebben planten onafhankelijk een breed scala aan unieke systemen ontwikkeld. Zo stelt C4-fotosynthese, ontwikkeld door maïs en suikerriet, de plant in staat om onder hoge temperaturen te blijven produceren.

Portulaca oleracea is speciaal omdat het beide evolutionaire aanpassingen heeft, waardoor het extreem productief en droogtetolerant is, een onkarakteristieke combinatie voor een plant. De meerderheid van de wetenschappers dacht dat C4 en CAM afzonderlijk functioneerden in posteleinbladeren.

Een ruimtelijk onderzoek naar genexpressie in de bladeren van postelein werd echter gedaan door een Yale-team onder leiding van co-corresponderende auteurs en postdoctorale fellows Jose Moreno-Villena en Haoran Zhou, die ontdekten dat C4- en CAM-activiteit volledig geïntegreerd zijn. Binnen dezelfde cel verwerkt de C4-route de eindproducten van CAM-processen. Deze strategie biedt een C4-plant een opmerkelijke verdediging tegen droogte.

Ze construeerden ook metabole fluxmodellen die de oprichting van een geïntegreerd C4 + CAM-systeem voorspelden, bevestigd door de experimenten.

Wetenschappers kunnen mogelijk gewassen zoals maïs aanpassen om langdurige droogte beter te weerstaan ​​als ze deze ongebruikelijke metabolische route beter begrijpen, zeggen de auteurs van het onderzoek.

“Wat betreft het inbouwen van een CAM-cyclus in een C4-gewas, zoals maïs, moet er nog veel werk worden verzet voordat dat werkelijkheid kan worden”, aldus Edwards. “Maar wat we hebben laten zien, is dat de twee paden efficiënt kunnen worden geïntegreerd en producten kunnen worden gedeeld. C4 en CAM zijn meer compatibel dan we dachten, wat ons doet vermoeden dat er nog veel meer C4+CAM-soorten zijn die wachten om ontdekt te worden.”

Volgens de National Institutes of Health is de plant ook een van de gezondste groenten om te eten vanwege het hoge gehalte aan Omega 3 in de bladeren.

Bronnen: The Mind Unleashed