Binnen de afdeling Plant Ecophysiology, doet Hartman promotieonderzoek naar de wijze waarop een plant kan overleven nadat hij voor langere tijd onder water terecht komt. 

 

In de afgelopen decennia is de aarde geconfronteerd met een toename van het aantal overstromingen die, wanneer ze in landbouwgebieden plaats vinden de wereld voedselvoorziening in gevaar brengen. Zeker met een groeiende wereldpopulatie en extreme droogteperioden in diverse regio’s op aarde is er op sommige plaatsen al sprake van schrijnende hongersnood.

 

Verdrinkt een plant die onder water staat?

Net als een mens heeft een plant licht en zuurstof nodig. Bij een plant is dat het proces van fotosynthese. Onder water krijgt de plant onvoldoende licht en onvoldoende zuurstof: dus ja, de plant verdrinkt. Heeft de plant mogelijkheden dit verdrinken tegen te gaan? De plant heeft daartoe twee mechanismen ter beschikking: 

- snorkelen: natuurlijk is dit figuurlijk bedoeld. Maar een plant die registreert dat ze onder water staat kan als reactie enkele zeer snel groeiende stengels en bladeren fabriceren, die weliswaar slapper en dunner zijn dan normaal, maar die boven het water uitgroeien, zodat de plant kan ademen en overleven.
- de adem inhouden: de best overlevende planten blijken wanneer ze onder water komen te staan, direct de groei te remmen, om de bestaande reserves te beschermen. Sommige, die het meest tolerant zijn voor overstromingen, kunnen zelfs nieuwe reserves aanmaken via gluconeogenese. Dat is het opnieuw vormen van glucose.

 

Overlevingsmechanisme

Het lijkt erop dat ethyleen het stofje is dat het overlevingsmechanisme in planten triggert. Zo kunnen planten twee a drie maal langer overleven onder water. In Nottingham is in 2015 aangetoond, dat bij verhoging van de tolerantie van planten zij weken kunnen overleven. De industrie stimuleert dit onderzoek. Hier was dat een grote bierbrouwer, die belang heeft bij dit onderzoek. Voor bier is gerst nodig en de kwaliteit van die gerst bepaalt de kwaliteit van het bier. Deze kwaliteit loopt snel terug als de gerst onder water komt te staan. Ook om de wereld te kunnen voeden moeten planten beter bestand worden tegen overstromingen. We hebben al lange tijd van gewasveredeling achter ons, maar er werd geselecteerd op smaak en grootte van de vruchten, resistentie tegen ongedierte, grote oogsten per plant etc., maar niet op overleven bij overstromingen. Als planten gaan “snorkelen” bij overstromingen, blijkt dat geen oplossing, want de plant blijft slap en vormloos en draagt geen vrucht. Bij waterplanten, die het overlevingsmechanisme continue aan hebben staan, is dat goed te zien.

 

Grote veranderingen

In sommige regio’s blijken planten als het ware uit de dood op te kunnen staan: denk bijvoorbeeld aan de woestijnroos. Oude tolerante gewassen, zoals quinoa, worden momenteel ook onderzocht om van daar uit meer tolerante voedingsgewassen te maken. Tolerantie voor overstromingen, of voor droogte etc. heeft te maken met het aan of uit staan van allerlei genen. Dit onderzoek focust op enkele schakels hierin en het linken van deze schakels aan elkaar. De landbouw en gewasveredeling gaan grote veranderingen tegemoet, bedacht ik me aan het eind van deze presentatie.