Een revolutionaire methode om gewassen weerbaarder te maken tegen klimaatverandering en andere bedreigingen komt een stap dichterbij. Een team van universiteiten en bedrijven heeft van onderzoeksfinancier NWO groen licht gekregen om een plan daarvoor uit te werken. Met een budget van 50 miljoen euro wil het team de komende tien jaar plantenwetenschappen, datawetenschappen, kustmatige intelligentie (AI) en veredelingsbedrijven samen laten werken aan een methode om landbouwgewassen te ontwikkelen die klimaatbestendig én duurzaam kunnen worden geteeld: Plant-XR.
Het klimaat verandert, en onze gewassen moeten daarin meegaan. Een team van wetenschappers en bedrijven slaat de handen ineen om te leren hoe we gewassen weerbaarder maken tegen hitte, droogte, plagen en ziekten, ook omdat we in de toekomst minder bestrijdingsmiddelen willen gebruiken. In hun tienjarenplan Plant-XR wil het team de ontwikkeling van nieuwe klimaatbestendige gewassen mogelijk maken met hulp van kunstmatige intelligentie en computermodellen. Onderzoeksfinancier NWO heeft groen licht gegeven om de eerste plannen nader in te vullen.
Plannen uitwerken
Het consortium achter Plant-XR bestaat uit onderzoekers van de Universiteit Utrecht, de Universiteit van Amsterdam, Wageningen University & Research, de Technische Universiteit Delft en wereldwijd toonaangevende veredelingsbedrijven in Nederland.
Het is geweldig dat we met het plan verder kunnen
Programmaleider Guido van den Ackerveken, hoogleraar Plant-Microbe Interactions
Met de voorlopige toekenning van NWO op zak kan het team de komende maanden zijn plannen verder uitwerken. Het geeft ook andere bedrijven, wetenschappers en organisaties de kans om bij Plant-XR aan te haken. Als ook het definitieve plan wordt goedgekeurd, zal NWO uiteindelijk 30 procent van het totale programmabudget van 50 miljoen euro financieren.
Cruciaal voor klimaatbestendige, duurzame landbouw
“Het is geweldig dat we met het plan verder kunnen”, zegt programmaleider Guido van den Ackerveken, hoogleraar Plant-Microbe Interactions aan de Universiteit Utrecht. “Met hulp van datawetenschappen en kunstmatige intelligentie willen we als plantenbiologen leren begrijpen welke genen en processen planten precies weerbaar maken. Die kennis gaan we omzetten in modellen waarmee veredelingsbedrijven hun gewassen vervolgens weerbaar kunnen maken. Zulke gewassen zijn cruciaal om de landbouw wereldwijd duurzaam en klimaatbestendig te maken.”
Weerbaarheid van wilde soorten
Tot nu toe zijn landbouwgewassen veredeld met als voornaamste doel een zo hoog mogelijke opbrengst. Door die focus was er minder oog voor de weerbaarheid van de gewassen tegen ziekten, plagen, droogte en andere ongunstige omstandigheden. Eigenschappen die gewassen weerbaar maken verdwenen gaandeweg naar de achtergrond, terwijl wilde voorouders van de planten zulke eigenschappen vaak nog wel bezaten.
Deze missie is té fundamenteel en té groot voor individuele Nederlandse bedrijven en onderzoeksgroepen
Programmaleider Guido van den Ackerveken, hoogleraar Plant-Microbe Interactions
De laatste jaren proberen veredelaars gunstige eigenschappen van wilde familieleden vaker in cultuurgewassen terug te kruisen, maar het succes daarvan is nog beperkt. Het lukt alleen om relatief eenvoudige kenmerken in te brengen, zoals resistentie tegen één specifieke ziekteverwekker.
Ambitieus plan
Het team achter Plant-XR wil gewassen veel breder weerbaar maken. Dat willen ze deels omdat klimaatverandering op veel manieren de druk op planten groter maakt, maar ook omdat het gebruik van chemische gewasbeschermingsmiddelen steeds meer zal worden ingeperkt.
Om dat te realiseren, is veel nieuwe kennis en technologie nodig. “Deze missie is té fundamenteel en té groot voor individuele Nederlandse bedrijven en onderzoeksgroepen”, zegt Van den Ackerveken. “Alleen met een grootschalige, multidisciplinaire aanpak, en samenwerking tussen universiteiten en bedrijven, heeft zo’n ambitieus plan kans van slagen.”
Betrokkenheid van WUR
Vanuit Wageningen University & Research maken vier onderzoekers deel uit van het kernteam. Christa Testerink en Richard Immink brengen kennis in over de interactie tussen abiotische stress factoren (bijvoorbeeld droogte, wateroverschot, extreme temperaturen, zoutstress, mineralen tekorten) en de ontwikkeling en fysiologie van de plant, die samen de weerbaarheid van gewassen bepalen. Dick de Ridder en Aalt-Jan van Dijk zijn experts op het gebied van bioinformatica en kunstmatige intelligentie.
Een punt waarin de kennis van WUR cruciaal is, zijn de zogenaamde ‘trade-off’-effecten. Het is theoretisch namelijk al mogelijk om een plant te maken die resistent is tegen ziektes of minder gevoelig voor abiotische stress. Dit leidt er echter ook toe dat de plant kleiner blijft en veel minder opbrengst zal geven. De energie in de plant kan namelijk maar één keer worden gebruikt, en met verschillende ‘alarmsystemen’ continu aan blijft er dan weinig energie over voor de groei van de plant. Het is daarom erg belangrijk om de kennis over resistenties en weerbaarheid te koppelen aan de kennis over plantengroei- en ontwikkeling.
Meer dan alleen gewassen
Uiteindelijk zal Plant-XR meer opleveren dan alleen een methode voor de veredeling van betere gewassen. Het programma kan de kiem vormen van een vruchtbaar kennisecosysteem. In die omgeving kunnen, dankzij de integratie van veel wetenschappelijke disciplines en samenwerking tussen universiteiten en bedrijven, tal van landbouwgewassen duurzamer en weerbaarden worden gemaakt, zowel in Nederland als wereldwijd. Daarmee zal Plant-XR nog lang na de looptijd van tien jaar zijn vruchten blijven afwerpen.
Bron: WUR
