Onderzoekers vinden gen in rijst dat mate van bloei reguleert

Voor het onderzoek identificeerde het Nederlandse onderzoeksbedrijf KeyGene drie rijstplanten, elk met een unieke mutatie in het betreffende gen. Daarmee kon de rol van het gen in de bloei worden bestudeerd. Vervolgonderzoek is erop gericht variaties in het gen te gebruiken voor de veredeling van rijst en andere granen, aangezien meer bloemen mogelijk kunnen leiden tot hogere graanopbrengsten.

De bevindingen worden deze week gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Plants. Iets meer dan een eeuw geleden stelden onderzoekers al vast dat planten een geavanceerd systeem hebben om de dag- en nachtlengte te meten en daarmee de verschillende seizoenen waarnemen. Met dit mechanisme kunnen planten groei en ontwikkeling afstemmen op de seizoenen en op het meest geschikte moment beginnen met de bloei.

Regeleiwitten

In 1936 ontdekte een Russische wetenschapper, Mikhail Chailakhyan, het zogeheten florigen als signaal in planten voor de vorming van bloemen. Later bleek dat deze bloeigenerator bestaat uit een reeks kleine eiwitten. Deze kunnen genen aan- en uitschakelen en op die manier de vorming van bloemen sturen. Veel planten transporteren de regeleiwitten naar hun groeipunt.

De studie van het internationaal onderzoeksteam, met naast Italië en Nederland ook onderzoekers uit Japan, China, Duitsland en de Verenigde Staten, toont nu aan dat rijst een eigenaardig florigen heeft dat heel anders werkt. Volgens de wetenschappers wordt het florigen in de groeipunt van de rijstplant gevormd. Die groeipunt bevat de stamcellen die uit kunnen groeien tot bladeren, maar ook tot een bloeiwijze. Dit gen hoeft dus niet door de hele plant getransporteerd te worden.

De belangrijkste functie van het afwijkende florigen is de invloed op het aantal zijtakken in de bloeiwijze van rijst. Het onderzoeksteam kon aantonen dat het blokkeren van het gen zorgt voor een aanzienlijke toename van het aantal zijtakken in de pluim en daarmee voor een toename van het aantal bloemen in de rijstplant.

Ook andere graansoorten

Dit resultaat is belangrijk voor de plantenveredeling, omdat een groter aantal bloemen kan leiden tot een hogere graanopbrengst. Bovendien blijken ook andere graansoorten dan rijst dit regeleiwit te maken. Het vervolgonderzoek is er dan ook op gericht om de nieuwe kennis te gebruiken voor de ontwikkeling van innovaties die de opbrengst van rijst en andere gewassen kan verhogen.