Meer zink in planten dankzij 'moleculaire schakelaar'

hands-1838658_1280

Door een plant te laten denken dat het permanent zink tekort komt, hebben onderzoekers van onder andere Wageningen University & Research (WUR) het zinkgehalte weten te verhogen.

De onderzoekers, naast de WUR afkomstig van de Universiteit van Kopenhagen en de Universiteit van Porto, wisten tijdens de eerste experimenten het zinkgehalte in zaden te verhogen met 50%. Dat gebeurt met een 'schakelaar', aldus het persbericht van WUR. Die kun je 'omzetten' in gewassen zodat ze meer voedingsstoffen opnemen dan anders. De technologie om het gehalte aan bepaalde stoffen in planten te verhogen heet biofortificatie.

“Voor het allereerst is aangetoond dat we, door gebruik te maken van een moleculaire ‘schakelaar’ in de plant, kunnen zorgen dat de plant meer zink opneemt dan anders, zonder duidelijke negatieve gevolgen voor de plant,” verklaart Mark Aarts, hoogleraar erfelijkheidsleer bij Wageningen University & Research en medeauteur van de publicatie in Nature Plants.

Zink gezocht

De onderzoekers vonden de specifieke schakelaar voor zink bij de zandraket (Arabidopsis thaliana). Om precies te zijn identificeerden ze twee eiwitten die als zinksensoren fungeren en bepalend zijn voor het vermogen van de plant om zink op te nemen en te transporteren door het plantenweefsel. Pas je het genetisch materiaal dat codeert voor deze sensoren, ofwel 'moleculaire schakelaars', aan, dan kun je een nauw verbonden netwerk van zinktransporteiwitten aansturen. Op die manier wisten de onderzoekers ervoor te zorgen dat de plant meer zink opneemt. Aarts: “Deze aanpassing gaf zandraketplanten het idee dat ze een permanent zinktekort hadden. Hierdoor bleef het mechanisme van de plant voor zinkopname actief, en dit resulteerde in een verhoging van het zinkgehalte in het zaad met maar liefst 50 procent in vergelijking met normale planten.”

Verborgen honger

Een verhoogd zinkgehalte in planten kan bijdragen aan de problematiek rondom 'verborgen honger'. Wereldwijd lijden meer dan 2 miljard mensen aan ondervoeding. Het gaat daarbij niet alleen om te weinig calorieën, maar ook om het gebrek aan essentiële mineralen zoals zink en ijzer in het voedsel. Zink helpt een groot aantal chemische processen in eiwitten in het lichaam in stand te houden. De stof is ook essentieel voor planten; de afwezigheid ervan heeft nadelige gevolgen voor de groei en ontwikkeling.

En nu?

De volgende stap is om de zinkopname niet alleen in de modelplant te verhogen, maar de resultaten te herproduceren in echte gewassen. De resultaten worden momenteel herhaald in bonen-, rijst- en tomatenplanten. “Als dat lukt, krijgen we interessante mogelijkheden om voedzamere gewassen met biofortificatie te ontwikkelen”, aldus Aarts. Volgens hem is biofortificatie een duurzame oplossing om het gehalte aan micronutriënten in onze voeding te verbeteren.

“Het is mogelijk om gericht te veredelen op deze eigenschap, nu bekend is welke genen hiervoor van belang zijn. Nog sneller zou het zijn als specifieke gene-editing met CRISPR-Cas toegepast zou kunnen worden. Op dit moment is dit vanwege strenge regelgeving nog lastig in de EU, maar buiten de EU, waar het probleem van de ‘verborgen honger’ het grootst is, zijn er verschillende landen die wel open staan voor een dergelijke aanpak. Met nieuwe rassen die meer zink opslaan in hun zaden, kunnen de opbrengsten van gewassen toenemen en ook de voedingswaarde van de producten die ermee gemaakt worden.”

Lees ook
Nieuwe techniek | Kokospalmen snel en efficiënt vermenigvuldigen

Nieuwe techniek | Kokospalmen snel en efficiënt vermenigvuldigen

Tekst: KU LeuvenBeeld: Hannes Wilms Twee onderzoekers van de KU Leuven zijn er in geslaagd om de plantjes van kokospalmen sneller te vermeerderen en om deze lang te kunnen bewaren. Kokospalmen groeien namelijk erg traag en zijn bijna niet te klonen.  Het onderzoek is een belangrijke stap om de biodiversiteit van de kokospalm te bewaren en om...

Nederlandse consument at minder vlees in 2020

Nederlandse consument at minder vlees in 2020

Consumenten aten tijdens coronajaar 2020 minder vlees. Het vleesverbruik daalde met 1,9 kilo per persoon. De vermoedelijke oorzaak is de sluiting van de horeca. Dat blijkt uit onderzoek van Wageningen University & Research (WUR) in opdracht van Wakker Dier.

WUR Seminar op Food Technology 2021: Food Innovation

WUR Seminar op Food Technology 2021: Food Innovation

Het kan niet anders, dan dat Wageningen University & Research (WUR) een belangrijk onderdeel is van Food Technology op 1 en 2 december. De universiteit komt met twee demonstraties op de beursvloer en zelfs zes sprekers op de podia.