Onderzoekers van het Vlaams Instituut voor Biotechnologie (VIB) en de Universiteit Gent hebben ontdekt hoe ze de hoeveelheid lignine in populieren stabiel kunnen aanpassen. Lignine is een belangrijke structurele stof in planten die het verwerken van bijvoorbeeld hout tot papier moeilijk en weinig duurzaam maakt.
De onderzoekers gebruiken de CRISPR/Cas9-methode, waarmee relatief eenvoudig wijzigingen in DNA kunnen worden aangebracht.
De bevindingen van het onderzoek vormen een belangrijke doorbraak in de ontwikkeling van houtachtige grondstoffen voor de productie van papier met een lagere CO2-uitstoot, biobrandstoffen en andere materialen.
‘Enkele jaren geleden voerden we een veldproef uit met populieren die ontworpen waren om hout te maken dat minder lignine bevatte’, vertelt professor Wout Boerjan van het VIB-UGent Centrum voor Plantensysteembiologie. ‘Dat lukte, maar het nadeel was dat de toen gebruikte techniek onstabiel was, waardoor de bomen minder goed groeiden.’
De oplossing vonden de onderzoekers in CRISPR/Cas9, een recente technologie om wijzigingen in DNA aan te brengen. ‘Populier is een diploïde soort, wat betekent dat elk gen in twee exemplaren aanwezig is’, legt hoofdonderzoekster dr. Barbara De Meester uit. ‘Met CRISPR/Cas9 hebben we het ene exemplaar van het gen volledig geïnactiveerd en het andere gedeeltelijk. De resulterende populieren had een stabiele verlaging van 10 procent in de hoeveelheid lignine. Hout van die bomen had een stijging tot 41 procent in de verwerkingsefficiëntie.’
De aangebrachte wijzigingen zijn vergelijkbaar met degene die spontaan in de natuur voorkomen. ‘Het voordeel van CRISPR/Cas9 is dat de mutaties kunnen aanbrengen in een fractie van de tijd die een klassieke veredelingsstrategie zou kosten’, zegt dr. Ruben Vanholme.
Commerciële toepassingen van de techniek blijven echter toekomstmuziek. ‘Dit onderzoek werd gevoerd in een serre. Voordat bedrijven de techniek zouden kunnen toepassen, is eerst een veldproef nodig. Dat overwegen we, maar er zijn nog geen concrete plannen.’
De resultaten van het onderzoek, dat uitgevoerd werd in samenwerking met de VIVES Hogeschool in Roeselare en de Universiteit van Wisconsin (VS), verschijnen in het wetenschappelijk tijdschrift Nature Communications.
