Gerstveredelaars kunnen binnenkort gericht gerstrassen ontwikkelen die minder gevoelig zijn voor hoge concentraties zout-ionen in de plant en beter bestand zijn tegen osmotische stress als gevolg van een verzilte bodem. Nguyen Viet Long, die op 2 november 2012 hoopt te promoveren aan Wageningen University, onderdeel van Wageningen UR, heeft op de chromosomen van gerst twee gebieden gevonden waar genen voor deze beide eigenschappen liggen. Vooral het gevonden gebied voor weerstand tegen osmotische stress krijgt inmiddels internationale belangstelling van onderzoekers die aan zouttolerantie werken. Nguyen hoopt dat er, mede dankzij zijn resultaten, over ongeveer vijf jaar gerstrassen op de markt zullen komen die op verzilte gronden geteeld kunnen worden.
Verzilting
Verzilting van landbouwgronden is een wereldwijd probleem. Een oppervlakte zo groot als tweehonderd keer Nederland is inmiddels te zout om goed te kunnen gebruiken voor de productie van voedsel. Een vijfde van die gronden hoort tot de best geïrrigeerde landbouwgronden. Klimaatverandering zal het verziltingsprobleem nog verder vergroten.
Oplossingen
Daarom zoeken onderzoekers en plantenveredelaars over de hele wereld naar mogelijkheden voor de ontwikkeling van zouttolerante gewassen voor de akkerbouw en tuinbouw. Vanzelfsprekend gaat het daarbij vaak om belangrijke voedselgewassen zoals granen en aardappels. De Vietnamese promovendus Nguyen zocht in gerst naar de mogelijkheden. Gerst is een graan, waardoor veel resultaten van zijn veredelingsonderzoek niet alleen nuttig zouden zijn voor gerst, maar ook goed te gebruiken zouden zijn door onderzoekers die aan tarwe of rijst werken.
Verschillende types
Nguyen werkte onder andere samen met het Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und kulturpflanzenforschung (IPK) in Duitsland. Dat instituut beschikt over een grote collectie gersttypes. Nguyen onderzocht een kleine tweehonderd verschillende gersttypes, onder andere gerst uit het Midden-Oosten. Dat is het oorsprongsgebied van gerst, waardoor er daar veel genetische variatie te vinden is. Hoe groter de genetische variatie, hoe groter de kans dat er erfelijke eigenschappen gevonden worden die gebruikt kunnen worden in de plantenveredeling. Doordat Nguyen zo veel verschillende gersttypes kon onderzoeken, kon hij de plaats van de belangrijke erfelijke eigenschappen sneller en nauwkeuriger bepalen.
DNA-analyse
Bij zijn onderzoek bestudeerde Nguyen de groei van gerstplanten onder zoute omstandigheden. Hij keek naar een aantal planteigenschappen die typerend zijn voor planten die goed tegen zout kunnen, zoals verminderde vergeling van het blad, het aantal zijscheuten en het ionengehalte van de bladeren. Door die waarnemingen te koppelen aan DNA-analyses, vond hij twee plaatsen op het gerst genoom die van invloed zijn op de zouttolerantie van gerst.
Ionenenpomp
Eén van de twee gebieden, op chromosoom 4, heeft vooral een positief effect op de mate waarin de plant omgaat met verhoogde concentraties van zout-ionen in de plant, zoals Na+ en Cl-. De plant zorgt er met een soort ‘ionenpomp’ voor dat die verhoogde ionen-concentraties niet in de bladeren terechtkomen. Op die manier kan de fotosynthese in de bladeren gewoon doorgaan, en kan de plant dus groeien en zaden produceren. Recentelijk kwam de vondst van een dergelijk systeem bij tarwe in het nieuws.
Internationale belangstelling
Het tweede gebied dat Nguyen vond, op chromosoom 6, bevat één of meer genen die de gerstplanten minder gevoelig maken voor osmotische stress. Die stress ontstaat als het vocht in de bodem zouter is dan het vocht in de plant. De plant kan dan minder makkelijk water opnemen, waardoor allerlei processen in de plant in het honderd kunnen lopen. Nguyen heeft daarmee een primeur. Er is dan ook volop internationale belangstelling voor deze vondst.
Vijf jaar
De genen die in gerst voor zouttolerantie zorgen, zullen waarschijnlijk snel gevonden worden. Nguyen: “Doordat ik zo veel verschillende gersttypes genetisch heb kunnen onderzoeken, heb ik de interessante gebieden snel en nauwkeurig in kaart weten te brengen. Ik heb er daarom goede hoop op dat er over ongeveer vijf jaar gerstrassen beschikbaar komen die op verzilte gronden geteeld kunnen worden.”
Het onderzoek is gefinancierd door Wageningen UR Plant Breeding en het Vietnamese ministerie van Onderwijs.
