Experimenten tonen aan dat het coaten van rijstzaailingen met koolstofstippen op nanoschaal van durian rijstplanten helpt gedijen in zoute grond

Door extreem weer en vervuiling is het zoutgehalte in sommige gronden toegenomen, waardoor de groeiomstandigheden voor zoutgevoelige gewassen zoals rijst lastig zijn geworden. Nu, onderzoekers rapportage in ACS Nano beschrijven een mogelijke oplossing waarvoor geen genetische modificatie nodig is om rijstplanten onder deze omstandigheden te laten gedijen. In laboratoriumexperimenten stelden ze vast dat het coaten van rijstzaailingen met met magnesium gedoteerde koolstofstippen (afkomstig van durianschillen) de antioxiderende activiteit en fotosynthese van de zaailingen verhoogde, waardoor de stress veroorzaakt door zoute grond werd verminderd.

Om de stressbestendigheid bij planten te vergroten is genbewerking de huidige state-of-the-art oplossing. Technologieën voor genbewerking kunnen echter onbetaalbaar zijn, en sommige mensen maken zich zorgen over de gezondheidseffecten en veiligheid van genetisch gemodificeerd voedsel.

Een mogelijk alternatief voor genetische modificatie is het bekleden van plantenbladeren met koolstofstippen op nanoschaal die oxidatieve stress tegengaan door de antioxiderende enzymen van de plant na te bootsen. Daarom ontwierpen Longwei Jiang, Jianguo Zeng en collega’s een koolstofpunt met behulp van verpulverde durianschillen die reactieve zuurstofsoorten (ROS) zouden kunnen neutraliseren en door zoutstress veroorzaakte schade in rijstplanten zouden kunnen verlichten.

Durianschillen zijn oneetbaar en vertegenwoordigen 70 tot 85% van het gewicht van de vrucht. De schil bevat ook veel koolstof, waardoor de weggegooide korst een goede bron is voor uit biomassa afkomstige koolstofstippen. De onderzoekers doteerden hun van durian afkomstige koolstofstippen met magnesium – een element dat essentieel is voor de plantengroei – en spoten ze vervolgens op rijstzaailingen die in zoutvrije en zoute gronden waren geplant.

Het team ontdekte dat zaailingen behandeld met hun stippen lagere niveaus van ROS bevatten en groter groeiden in zoute gronden dan onbehandelde zaailingen. Bovendien hadden behandelde zaailingen plantenverdedigings- en fotosynthesegenen geactiveerd die bij onbehandelde zaailingen niet geactiveerd waren.

De onderzoekers waarschuwen dat er meer informatie nodig is om beter te begrijpen hoe precies de stippen deze cellulaire en genetische veranderingen veroorzaken; Er is ook meer informatie nodig over de impact van de behandelde planten op het milieu en de mensen en dieren die ze consumeren. De studie concludeert echter dat koolstofstippen een potentiële strategie vertegenwoordigen voor het verbeteren van de zouttolerantie van planten en waardevolle inzichten bieden voor hun landbouwtoepassingen.