Een doctoraatsstudie (Ilvo/UGent) rond soja heeft geleid tot twee reeksen van genen die droogteresistentie kunnen verbeteren.
12 genen kunnen de sojaplant waarschijnlijk wapenen tegen korte droogteperiodes (3 à 4 weken). 16 andere genen blijken de plant robuuster te houden bij langere droogte (6 à 7 weken). Sommige van de ontdekte genen zijn nooit eerder aangeduid als potentieel werkzaam in de mechanismen van droogteresistentie van de plant.
Ontdekking
Doctorandus Aamir Saleem kon de genen ontdekken via de analyse van het volledige genoom van honderden sojarassen en -kruisingen, gecombineerd met veldexperimenten waarbij hij de bewuste planten in open lucht expres buiten elke regenbui hield gedurende een bepaalde tijd.
“De planten reageren anders naargelang de lengte van een droogteperiode. De korte droogteperiode verstoort de normaal continue bloemvorming en -bevruchting, en vermindert daardoor het aantal peulen en de opbrengst. De langere periode van droogte tastte ook de groeihoogte en -snelheid aan en vervroegt de fase van de groeistop”, zegt Saleem.
Onderzoek
Duizenden sojaplanten van 360 rassen en kruisingen werden gedurende 2 afzonderlijke jaren respectievelijk aan een korte of een langere periode van droogte onderworpen. Dit gebeurde telkens tijdens de zomer, op het moment dat de planten volop bloeien en peulen aanmaken.
Vooral tijdens de langere periode van droogte was de gemiddelde impact op de planten groot: het gewas groeide tot 29% minder hoog (in vergelijking met soja die géén droogteregime kreeg) en gemiddeld ook 22% trager. De planten stopten veel sneller met groeien.
Bloemvorming
Tijdens de korte droogteperiode waren er vooral afwijkingen qua bloemvorming. Onder normale omstandigheden vormt soja continu nieuwe bloemen die dan na bevruchting peulen opleveren. Maar na 3 à 4 weken droogte verminderde of stopte de bloemvorming, met dus minder opbrengst, want minder sojabonen in minder peulen, als gevolg.
Het waren echter de verschillen tussen de individuele planten die belangrijk waren voor de verdere analyse. In de overvloed aan observatiedata konden groepen van planten worden aangeduid die onder droogte net (veel) beter dan gemiddeld presteerden qua groei, bloei, peulvorming, afrijping en opbrengst. En er waren aan de andere kant sojaplanten die duidelijk minder goed reageerden op de droogte.
Afwijkingen
Saleem: “Door vervolgens het volledig DNA van deze planten te doorploegen, via een genoom-brede associatie benadering, vond ik in bepaalde DNA-sequenties systematische ‘afwijkingen’ bij de sterkere planten. Op die plekken in het DNA zitten dus zeer vermoedelijk de genen die een plant veerkrachtiger maken bij droge omstandigheden.”
Saleem verdedigt op maandag 22 augustus zijn doctoraat “Drought resistance in soybean: a genome-wide association approach” aan de Faculteit Wetenschappen van UGent.
Lees ook: Agrifirm krijgt eerste volledig ontbossingsvrije soja geleverd
