Rijst doet het zonder fosfor

Rijst doet het zonder fosfor

De meeste gewassen hangen voor hun groei zwaar aan de fosfor in kunstmest. Maar wetenschappers hebben nu een gen gevonden waardoor rijst goed groeit bij weinig fosfor. Ze willen het gen inkruisen in andere, moderne rijstsoorten.

Planten willen fosfor. Dat hebben ze net als mensen en dieren nodig om te groeien. Vandaar dat kunstmest vol zit met dit goedje. Maar de voorraad fosfaat, waaruit fosfor gewonnen wordt, is niet eindig: de bodem komt in zicht. Volgens sommige wetenschappers redden we het niet eens tot de volgende eeuw met de beschikbare hoeveelheid fosfaat in de rotsen. En dat terwijl de vraag naar kunstmest wereldwijd blijft toenemen.

Wat zou het handig zijn als er gewassen bestaan die groeien als raketten op een bodem met weinig fosfor. Landbouwkundigen van het Filipijnse International Rice Research Institute proberen zulke planten te maken. En ze zijn goed op weg. Onlangs ontdekten ze een gen waarmee rijstplanten, die normaal afhankelijk zijn van kunstmest, een fosforarme bodem kunnen trotseren. De vondst stond deze week in het topblad Nature.

Rijst in Azië

Planten die kunnen groeien op fosforarme bodems zijn voor Azië, ‘s werelds grootste producent van rijst, geen overbodige luxe. Daar heeft de rijstteelt nogal wat voeten in de aarde.

Het eerste probleem is de irrigatie (het kunstmatig verdelen van water over de gewassen), of eigenlijk het gebrek eraan. Veertig procent van alle rijst wordt namelijk verbouwd in een regenwatersysteem. Dat betekent dat boeren het water op hun akkers niet kunnen beheersen, wat vaak leidt tot overstroming, maar ook tot droogte.

Van deze rijst groeit 60 procent – in totaal 29 miljoen hectare – ook nog eens op ware probleembodems met van nature weinig fosfor en andere voedingsstoffen. Beschikking tot kunstmest hebben de arme boeren meestal niet, waardoor de karige akkers maar weinig rijst opleveren.

DNA onbekend

Op zoek naar fosfor-efficiënte rijst ontdekten onderzoekers zo’n tien jaar geleden een traditionele rijstsoort, genaamd Kasalath, die het goed bleek te doen op weinig fosfor. Tot nu toe mislukten echter de pogingen om het hiervoor verantwoordelijke stukje DNA te achterhalen.

Maar nu hebben wetenschappers van het International Rice Research Institute het voor elkaar. De wetenschappers vergeleken het genoom van de Kasalath met dat van de Nipponbare, een rijstsoort die model staat voor de moderne rijst. Uit het onderzoek kwam één serieuze genkandidaat naar voren – aanwezig in de Kasalath, maar missend in de Nipponbare – die het verschil in fosfor-efficiëntie kon verklaren .

Nuttige genen

Bingo. Door dit gen in te bouwen in moderne rijstsoorten, en deze te laten groeien op fosforarme akkers, schoot de opbrengst omhoog. De superieure prestatie van het gen zit hem in de werking van het enzym waarvoor het gen codeert. Dit enzym is betrokken bij de wortelvorming – die er stevig op vooruit gaat als het gen ‘aan’ staat. En het gen bleek onder fosforarme omstandigheden constant actief. Dubbele winst, want met meer wortels nemen de planten naast fosfor ook meer andere voedingsstoffen zoals stikstof en kalium op.

De wetenschappers zijn van plan hun ontdekking meteen te vertalen naar de praktijk. Ze willen moderne rijstsoorten het gen meegeven door deze gericht te kruisen met rijstsoorten die het gen wel hebben. Binnen een paar jaar moet de rijst beschikbaar zijn voor boeren.

Bovendien laat dit onderzoek zien hoe nuttig het is om traditionele varianten van gewassen te bewaren en bestuderen. Zulke planten kunnen nuttige eigenschappen hebben die in de veredelde, moderne gewassen verloren zijn gegaan.

Bron:

Rico Gamuyao e.a. The protein kinase Pstol1 from traditional rice confers tolerance of phosphorus deficiencyNature 22 augustus 2012 (online).

Dit nieuwsbericht verscheen 23 augustus op Kennislink

Reageer