RSSEen nieuwe doorbraak in het Gents populierenonderzoek
Sinds 2009 loopt in Gent een veldproef met genetisch gewijzigde populieren. Deze populieren bevatten minder lignine waardoor het populierenhout op een efficiëntere manier kan verwerkt worden tot biobrandstof, bioplastics of papier. Onderzoekers van het VIB departement Plant Systems Biology en UGent samen met collega’s van de Universiteit van Dundee (Verenigd Koninkrijk), het James Hutton instituut (Verenigd Koninkrijk) en de Universiteit van Wisconsin (VS) ontdekten recent een nieuwe stap in de productie van lignine. Deze vinding wordt online gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Science en opent deuren naar nieuwe toepassingen voor een bio-gebaseerde economie. Hierdoor kan het mogelijk worden om populieren te ontwikkelen met nog minder lignine in een bovendien makkelijker afbreekbare samenstelling.
“Deze fundamentele ontdekking heeft een alternatieve manier van lignineproductie in planten bloot gelegd en biedt het potentieel om de efficiëntie van biomassa naar energie omzetting sterk te verhogen,†zegt Sally M. Benson verbonden aan de Universiteit van Stanford en directeur van het ‘Global Climate and Energy Project’. “We zijn dan ook heel tevreden dat we dit team van wereldleiders inzake lignineonderzoek hebben kunnen steunen in hun onderzoek.â€
Met een beperkte voorraad aan fossiele brandstoffen klinkt de roep naar hernieuwbare energiebronnen steeds luider. Eén van de vele alternatieven is biobrandstof. Vandaag wordt biobrandstof grotendeels geproduceerd op basis van suikers afkomstig van voedingsgewassen zoals mais. Dit roept echter ethische vragen op gezien de productie van biobrandstof daardoor in directe competitie treedt met de voedselproductie. Het gebruik van snel groeiende bomen zoals populieren, die geteeld kunnen worden op braakliggende gronden, kan aan deze bezorgdheid tegemoetkomen.
Lignine is de storende factor
Om te begrijpen hoe plantencellen brandstof of plastics kunnen leveren, moeten we kijken hoe de celwand van een plantencel is opgebouwd. Die plantencelwand bestaat vooral uit lignine en uit suikermoleculen zoals cellulose. Cellulose kan enzymatisch afgebroken worden tot glucose dat via een klassiek gistingsproces omgezet kan worden naar alcohol, net zoals in bier- of wijnproductie. Lignine daarentegen geeft de stevigheid aan planten zodat ze ondanks hun lengte toch rechtop kunnen blijven staan. Lignine kan gezien worden als een soort cement die de suikermoleculen omgeeft en net daar wringt het schoentje. Vooraleer de suikers gebruikt kunnen worden, moet het cement verwijderd worden. Dit gebeurt doorgaans met een energieverslindend en milieubelastend proces. Planten met een kleinere hoeveelheid lignine kunnen dus een meerwaarde bieden zowel voor biobrandstofproductie en bioplastics-industrie maar ook voor de papierindustrie die gebruik maakt van cellulosevezels.
Een nieuw enzym
Al meer dan 10 jaar bestudeert de VIB-UGent onderzoeksgroep rond Prof. Wout Boerjan hoe lignine geproduceerd wordt in planten. Door inzicht te krijgen in het proces kunnen strategieën ontwikkeld worden om de cellulosemoleculen beter beschikbaar te maken. In de modelplant Arabidopsis thaliana ontdekten de onderzoekers samen met Engelse en Amerikaanse collega’s uit Dundee en Wisconsin een nieuwe stap in de productie van lignine. Wanneer het CSE gen, verantwoordelijk voor deze stap werd uitgeschakeld, werden planten bekomen met 36% minder lignine per gram stengelweefsel. Bijkomend was de samenstelling van het resterende lignine gewijzigd wat de verwerkbaarheid ten goede komt. Waar de omzetting van cellulose naar glucose in controleplanten slechts 18% bedroeg, kon dit opgedreven worden naar 78% in planten met het uitgeschakelde CSE gen, een viervoudige verbetering van de efficiëntie.
Deze nieuwe moleculaire inzichten kunnen nu gebruikt worden om natuurlijke populaties van energiegewassen zoals populier, eucalyptus of bepaalde grassoorten te screenen voor een niet-functioneel CSE gen. Alternatief kan de expressie van het CSE gen doelgericht aangepast worden door de ontwikkeling van genetisch gewijzigde energiegewassen. Een verminderde hoeveelheid lignine of een gewijzigde ligninestructuur kan op deze manier bijdragen tot een efficiëntere omzetting van biomassa naar energie.
Dit onderzoek werd mede gefinancierd door het ‘Global Climate and Energy Project’ (GCEP) van de Amerikaanse Stanford Universiteit, het ‘DOE Great Lakes Bioenergy Research Center’ van de Universiteit van Wisconsin en kadert binnen het speerpuntproject van de Universiteit Gent ‘Biotechnologie voor een duurzame economie’.
Bron: persbericht
© 2013 GENTBLOGT VZW
Behouden deze ‘nieuwe’ planten wel hun natuurlijke immuniteit tegen ziektes die toch wel alle plantensoorten kunnen belagen ? Wat zijn de resultaten van dergelijk gerichte onderzoeken ?
Super goed nieuws! De mensheid is weer een stapje verder gekomen op het pad naar een duurzame, leefbare en milieuvriendelijke toekomst! Wie kan daar nu niet een voorstander van zijn? ;)
@etienne, per definitie gaat men geen planten ontwikkelen die vatbaarder zijn.
@nicolas, valt het u ook op dat men tegen deze genetisch gemanipuleerde boompjes niet reageert? nochtans, die populieren krijgen ook zaden die een eind verder gaan dan die van een aardappelplant: die heeft namelijk besjes.
als gent een wereldautoriteit is in de azaleakweek is het omdat men met een penseel verschillende kruisingen heeft “gemaakt”. genetische manipulatie.
geen enkele graan of rijstsoort die nu als “volwaardige bio-rijst of graan” op de markt komt is niet het resultaat van genetische manipulatie, honderden jaren.
ooit al de oervorm van rijst gezien? (in china houden ze dat nog bij, je weet nooit) dat is gras! nada opbrengst en niet te vreten.
ik zie het graag: een biomarkt. geen kunstmest, geen pesticiden maar wel bv. tien soorten tomaten die al generaties genetisch gemanipuleerd zijn. weten die echt hoe de tomaat als giftige bes in europa is gekomen: het is wel een nachtschade! hebben die al ooit een basis bloemkool gezien? dat is een grootstellinge bloem, wat we in china eten, waar men in mechelen door genetische manipulatie die witte bol heeft uit gehaald.
ik hoef geen gelijkvormige groenten of fruit maar blijkbaar zijn consumenten daar gevoelig voor.
op het moment dat de brave meisjes en jongens hun korfje leeg maken en geen enkele groente die niet genetisch gemanipuleerd is mee nemen, dan geloof ik ze.
vermoedelijk zullen ze in natuurgebieden rondlopen met een herbarium in de hand. hoe oud? zelfs de grieken en romeinen kruisten al planten.
Héél goed gezegd Rony! Wat u hier schrijft zou verplichte literatuur moeten zijn voor iedereen die kritiek uit op alles wat met genetische manipulatie te maken heeft.
@Rony,
het zal je misschien verbazen, maar ik ben het met jou volledig eens
Rony, ook ik ben het met je eens!
Het is natuurlijk gemakkelijker om aardappelen uit de grond te trekken dan populieren!
Veel van het protest tegen GGO’s komt toch uit anti-kapitalistische hoek (met argumenten zoals: “als een groot bedrijf de rechten heeft op een of andere genetische manipulatietechniek, dan zijn de kleine telers daarvan afhankelijk”), zonder zich uit te spreken over mogelijke gevolgen op mens en dier?
Eigenlijk niet. De meest aangehaalde argumenten zijn: besmetting van “gezonde” gewassen, bedreiging van de volksgezondheid, en in zeer vele gevallen is de argumentatie herleid tot: teken deze petitie nu, omdat het moet voor de toekomst (of een variatie er van). Zouden die anti-kapitalistische argumenten van belang zijn: wat is dan het verschil tussen boomkwekers en aardappelkwekers?
Vooral niks veranderen maar heel luid blijven schreeuwen… Typisch voor conservatief links…
Zouden die anti-kapitalistische argumenten van belang zijn: wat is dan het verschil tussen boomkwekers en aardappelkwekers?
Voedingsgewassen liggen gevoeliger omdat ze noodzakelijk zijn voor het overleven van hele bevolkingsgroepen (eigenlijk van heel de mensheid). Zeker in derdewereldlanden zullen deze gewassen belangrijkst zijn.
Gewassen voor energie of papier zijn eerder een “luxeprobleem”.
En daarom mogen boomkwekers wel uitgebuit worden? Vreemde redenering!
Het probleem met genetisch gemanipuleerde gewassen is dat ze meestal zodanig worden gemodificeerd dat ze steriel zijn, d.w.z. ze maken geen zaden. Doordat ze resistent gemaakt zijn tegen een aantal ziektes zouden ze anders andere planten gaan verdringen, wat niet goed is voor de biodiversiteit.
Dat betekent wel dat de boeren elk jaar opnieuw zaden moeten kopen i.pl.v. ze zelf te kunnen kweken of enten. En die moeten ze kopen bij de bio-industrie, die ervoor vraagt wat ze wil.
Daar hebben de tegenstanders dus wel een punt.
Verbieden/vernietigen is evenwel niet de adequate oplossing voor deze paradox, wel aangepaste regelgeving om misbruik van patentrechten op plantenDNA en misbruik van monopoliepositie in de zadenhandel in te perken.