Voedselproductie kan door vondst enorm toenemen, al duurt dat nog jaren

• Mitchell van de Klundert

  redacteur Online

Amerikaanse wetenschappers zijn erin geslaagd om een gewas 40 procent extra opbrengst te laten genereren. Als dat mogelijk wordt, gaat het om een regelrechte doorbraak in de landbouw. Het zou kunnen leiden tot een enorme stijging in de voedselproductie die miljoenen mensen van eten kan voorzien.

Het gaat vooralsnog om een tabaksplant, maar de onderzoekers denken dat hun vinding ook op grote voedselgewassen zoals soja, rijst en aardappelen kan worden toegepast.

"Dit is fantastisch en ik ben diep onder de indruk", zegt moleculair bioloog René Klein Lankhorst na het lezen van het artikel in het wetenschappelijk tijdschrift Science. Klein Lankhorst ontwikkelt aan de Wageningen University and Research onderzoeksprogramma's over exact hetzelfde onderwerp: fotosynthese-onderzoek om de voedselproductie te verhogen.

'Nooit eerder vertoond'

Tot dusver leveren veredelingstechnieken maar zo'n 1 procent productiegroei per jaar op, zegt hij. "Alleen door het verbeteren van het fotosyntheseproces kunnen we grotere stappen te maken om zo de groeiende wereldbevolking te kunnen voeden."

"Een paar jaar terug waren er al doorbraken hierin bereikt die 10 en 15 procent meer opbrengst genereren. Deze methoden worden nu verder ontwikkeld. Maar dat er nu een techniek is die 40 procent meer opbrengst geeft, is echt nooit eerder vertoond. "

Hersteltijd inkorten

De vinding heeft zoals gezegd te maken met fotosynthese: het proces waarmee planten zuurstof en suikers maken van de drie ingrediënten water, licht en koolstofdioxide. Planten groeien door fotosynthese - belangrijk voor de voedselproductie - maar het proces is niet erg efficiënt.

Dat komt omdat het enzym Rubisco, dat helpt bij fotosynthese, in ongeveer 20 procent van de gevallen een fout maakt. Het enzym gebruikt namelijk een zuurstof-molecuul in plaats van een koolstofdioxide-molecuul. Er wordt dan een gifstof aangemaakt en daar moet de plant eerst weer vanaf.

Het wegwerken van de gifstof gebeurt vanzelf, maar zorgt bij de plant voor energieverlies, met een langzamere groei als gevolg. Dit energieverlies hebben de Amerikaanse wetenschappers weten te verminderen. Ze hebben daarvoor genen van onder meer een pompoenplant in tabak ingebouwd. De tabaksplant verliest daardoor minder energie en wordt zo'n 40 procent zwaarder.

Stephen Long, directeur van het onderzoeksprogramma, vergelijkt het met de bouw van het Panamakanaal: "Net zoals het Panamakanaal een techniek was die wereldhandel efficiënter maakte, zorgt deze techniek voor een manier waarop fotosynthese sterk kan verbeteren."

Fotosynthese werkt bij alle planten op nagenoeg dezelfde manier. Om die reden denkt Klein Lankhorst dat de nieuwe techniek naast tabak ook op voedingsgewassen zal werken. Hij maakt wel een kanttekening. "Die 40 procent gaat over de totale opbrengst van de tabaksplant. Dat wil je niet bij bijvoorbeeld rijst of aardappelen, daar wil je enkel een zo groot mogelijke rijstkorrel of aardappel. Je hebt niets aan aardappelplant die 10 meter hoog wordt."

Die tweede stap, waarbij je zorgt dat de energie van de plant op de goede plaats terecht komt, is heel ingewikkeld. "Dit moet voor ieder gewas afzonderlijk worden uitgezocht en zal vermoedelijk nog jaren duren", denkt Klein Lankhorst.

Nog minstens tien jaar

De Amerikaanse wetenschappers denken minstens tien jaar nodig te hebben voordat de techniek kan worden toegepast op voedselgewassen en de goedkeuring is geregeld. Dat laatste komt omdat de techniek onder de regels van genetische modificatie valt. Daarvoor gelden met name in Europa strenge regels.

Hoe een gewas reageert op de nieuwe vinding moet natuurlijk eerst goed worden getest, zegt Klein Lankhorst. "Het gaat niet alleen om veiligheid, je wilt ook grote planten die genoeg voedingstoffen geven en niet ineens extra veel water en kunstmest nodig hebben. Ook wil je dat ze bestand zijn tegen toekomstige klimaatcondities. Het wordt immers steeds warmer op aarde."