Hoe kunnen gewassen het beter doen in droogte?

Droogtes die de gewasproductie verwoesten, zullen de komende jaren alleen maar erger worden. Vorig jaar kostte de ergste droogte in Californië in decennia de boeren van de staat $ 1 miljard aan gederfde inkomsten bovenop de kosten van het oppompen van water om de gewassen in leven te houden, een studie van de Universiteit van Californië, Davis, toonde.

Een genetisch gemanipuleerde plant (hieronder weergegeven) reageert op een gespoten chemische stof door meer water vast te houden dan de conventionele versie (hierboven weergegeven).

Enige droogtetolerantie is in de loop van de tijd in gewassen ingeburgerd. Landbouwbedrijven zoals Monsanto, DuPont Pioneer , en Syngenta verkopen variëteiten van maïs die worden gefactureerd als droogtetolerant. Men denkt dat ze boeren op bescheiden wijze helpen om de oogst in droge omstandigheden te behouden. Maar in de hoop de kwaliteit en kwantiteit van voedsel dat met minder water wordt verbouwd, aanzienlijk te verhogen, zijn wetenschappers nog steeds op zoek naar nieuwe kweekmethoden en biotechnologieën. Hun doel is voor maïs en andere gewassen—vooral tarwe en rijst —om nog beter bestand te zijn tegen weinig regen, zonder de opbrengst onder normale omstandigheden aan te tasten.

Hier is wat recent onderzoek dat aangeeft dat er vooruitgang wordt geboekt.

Water vasthouden op aanvraag

Planten verbruiken meestal slechts een klein deel van het water dat ze opnemen en geven de rest af aan de lucht via poriën in hun bladeren, huidmondjes genoemd. Tijdens droge perioden produceren veel planten van nature het hormoon abscisinezuur (ABA), dat zich bindt aan een receptor in de plant en de huidmondjes sluit zodat water niet kan ontsnappen. Nu hebben onderzoekers van de University of California, Riverside, de bloeiende plant genetisch gemodificeerd Arabidopsis , gebruikelijk in laboratoriumexperimenten, zodat het reageert op een algemeen fungicide alsof het ABA is. Het idee is dat het mogelijk zou kunnen worden om op verzoek droogtetolerantie teweeg te brengen in gewassen die dit nog niet hebben. De Natuur studie werd in februari gepubliceerd.

Drogere klimaten

Onderzoekers in Australië en het Verenigd Koninkrijk hebben ontdekt dat ze in een toekomst waarin sommige gebieden veel droger zijn en de hele atmosfeer meer koolstofdioxide bevat, misschien in staat kunnen zijn om planten zo te bouwen dat ze het beter doen. De onderzoekers hebben een gen aangepast dat de dichtheid van de huidmondjes van een plant regelt. Door het gen tot overexpressie te brengen, zorgden ze ervoor dat de plant meer water vasthield, wat inhield dat hij het goed zou doen in droogte. Het werk is gedaan in Arabidopsis bladeren, maar het onderzoeksteam zal nu de genetische modificatie testen in een veelgebruikt gewas (het heeft niet bekendgemaakt welke) om de opbrengst en kwaliteit te observeren, zegt Peter Franks, een universitair hoofddocent aan de Universiteit van Sydney en hoofdauteur van een paper gepubliceerd in Nieuwe fytoloog .

Watersensor

Duke-onderzoekers hebben het gen geïdentificeerd dat verband houdt met het vermogen van planten om te voelen hoeveel water beschikbaar is. Planten verhogen het calciumgehalte van hun cellen wanneer water schaars is, wat op zijn beurt andere reacties veroorzaakt die hen kunnen helpen overleven. Duke universitair hoofddocent Zhen-Ming Pei zegt dat verder onderzoek naar het gen kan leiden tot gewassen die sneller reageren op droogte. Het onderzoek is gepubliceerd in Natuur afgelopen augustus.

Scannen op genen

Nieuwe DNA-analysetechnologieën helpen onderzoekers genen of genvariaties te identificeren die nuttig kunnen zijn voor het veredelen van betere gewassen. in een recente PLOS EEN paper onderzochten veredelingsexperts van Texas A&M of de lage lokale maïsopbrengsten konden worden verklaard door het feit dat boeren in Texas variëteiten gebruikten die waren ontworpen voor de staten in het Midwesten, die koelere en nattere groeiperiodes hebben. De wetenschappers identificeerden bepaalde genetische markers die kunnen worden gekoppeld aan eigenschappen - waaronder droogtetolerantie - die de maïsproductie in het klimaat van Texas zouden verhogen. Ze gebruikten die informatie om een ​​nieuw type maïs te ontwikkelen dat deze zomer in Texas getest zal worden.

De afhaalmaaltijd:

Wetenschap kan helpen gewassen zijn bestand tegen droogte. Maar het ontwikkelen van nieuwe versies duurt over het algemeen lang, tot wel zeven jaar voor nieuwe rassen die momenteel in ontwikkeling zijn, zegt Seth Murray van de Texas A&M University.

Zelfs variëteiten die gemaakt zijn om droogte te weerstaan, hebben nog steeds wat water nodig om te overleven. Toch kunnen deze rassen een verschil maken in gebieden waar irrigatie of water geven niet economisch is. In maart is de Internationaal Maïs- en Tarweverbetercentrum lanceerde een vijfjarenprogramma om droogteresistente maïs te leveren aan ongeveer 400.000 kleine boerderijen in Afrika.

Heb je een grote vraag? Stuur suggesties naar [email protected].

zich verstoppen