Innovatief en alledaags

Zaden ondergaan bestraling in de ruimte voor verbeterde voedselzekerheid

Zaden die in november vorig jaar de ruimte in werden gelanceerd, zijn nu binnen en buiten het internationale ruimtestation geplaatst om te worden blootgesteld aan het volledige scala van kosmische straling en de extreme temperaturen van de ruimte.

Dit astrobotanisch onderzoek, een onderneming van de IAEA en de Voedsel- en Landbouworganisatie van de Verenigde Naties (FAO) via hun gezamenlijke FAO/IAEA-centrum voor nucleaire technieken in voedsel en landbouw, heeft tot doel de effecten van kosmische straling op zaden te onderzoeken als onderdeel van het lopende onderzoek naar de versterking van gewasvariëteiten om de effecten van klimaatverandering te weerstaan en de mondiale voedselzekerheid te vergroten. Het doel is na te gaan of de barre omstandigheden in de ruimte, zoals extreme temperaturen en kosmische straling, tot evolutionaire veranderingen in de zaden zullen leiden, en of die veranderingen planten kunnen helpen weerbaarder te worden tegen de steeds moeilijkere groeiomstandigheden op aarde.

Nu de wereld worstelt met de aanpassing aan de gevolgen van de klimaatverandering, moeten we het onderzoek naar plantenveredeling versnellen om adequate en kosteneffectieve oplossingen te vinden. Najat Mokhtar, adjunct-directeur-generaal van de IAEA en hoofd van de afdeling Nucleaire Wetenschappen en Toepassingen "Wij hebben de verantwoordelijkheid om nucleaire technieken te onderzoeken die een positief verschil kunnen maken voor de menselijke gezondheid en de voedselvoorziening", aldus Mokhtar. "Nu de wereld worstelt met de aanpassing aan de gevolgen van de klimaatverandering, moeten we het onderzoek naar plantenveredeling versnellen om adequate en kosteneffectieve oplossingen te vinden."

Arabidopsis- en sorghumzaden werden op 7 november 2022 vanaf NASA's Wallops Flight Facility in Virginia (VS) de ruimte in gelanceerd als onderdeel van de vrachtlading van de CRS2 NG-18-missie naar het ISS. Op 13 december is de helft van de zaden overgebracht naar het externe platform ISS Nanoracks. De andere helft is ter vergelijking binnen het ISS gehouden en voornamelijk blootgesteld aan microzwaartekracht en enkele stralingsniveaus. "Innovatief onderzoek en ontwikkeling is dringend nodig voor de kleine voedselproducenten die het meest kwetsbaar zijn voor de klimaatverandering", aldus Maria Helena Semedo, adjunct-directeur-generaal van de FAO. "De steeds hardere teeltomstandigheden bedreigen de voedselproductie, een situatie waarvan we hopen dat de ruimtewetenschap zal bijdragen tot verandering door de ontwikkeling van veerkrachtige, voedzame gewasvariëteiten in overvloed te bevorderen."

Kosmische straling in de plantenveredeling

Spontane mutaties als gevolg van blootstelling aan verschillende omstandigheden in het milieu vormen de basis van de evolutie in alle organismen, en de IAEA en de FAO, via het Joint FAO/IAEA Centre, hebben een lange geschiedenis van ondersteuning van landen bij het vinden van nieuwe gewasvariëteiten met wenselijke eigenschappen door middel van door straling geïnduceerde mutagenesetechnieken, waardoor de voedsel- en voedingszekerheid en het inkomen van landbouwers wordt verbeterd. Arabidopsis- en sorghumzaden werden voor de studie geselecteerd omdat er reeds een grote bank met genetische kennis bestaat die kan worden gebruikt voor analyse en vergelijking. Arabidopsis is uitgebreid bestudeerd door plantenbotanici en genetici, terwijl sorghum een gewas uit de semi-aride tropen is, een graansoort die in veel ontwikkelingslanden voor voedsel wordt geteeld. Het gezamenlijke FAO/IAEA-centrum, gevestigd in Wenen, Oostenrijk, versnelt al bijna 60 jaar het plantenveredelingsonderzoek met behulp van straling om nieuwe landbouwgewassen te ontwikkelen. In de geschiedenis van de plantenlandbouw zijn natuurlijke selectie of evolutieveredeling, ook wel mutatieveredeling genoemd, de drijvende krachten geweest achter de domesticatie van gewassen en plantenveredeling. Zij zijn verantwoordelijk voor de genetische aanpassing van planten aan hun veranderende omgeving en leiden tot de verbetering van gewassen. Tot dusver zijn meer dan 3 400 nieuwe variëteiten van meer dan 210 plantensoorten ontwikkeld met behulp van door straling geïnduceerde genetische variatie en mutatieveredeling - waaronder talrijke voedingsgewassen, siergewassen en bomen die door landbouwers in 70 landen worden gebruikt.

Wanneer de zaden terugkeren uit de ruimte, momenteel verwacht in april 2023, zullen zij worden ontkiemd en gekweekt in de kassen en laboratoria van de IAEA in Seibersdorf, die worden beheerd door het Gemeenschappelijk Centrum voor FAO/IAEA, en worden onderzocht op structurele DNA-variaties en biologische effecten.  Deze analyses zullen helpen begrijpen of kosmische straling en ruimteomstandigheden een uniek waardevol effect hebben voor gewasverbetering en mogelijk ten goede kunnen komen aan de mensen op aarde.  

Het originele artikel is te vinden op de website van de IAEA.

Fotocredit: NASA / Nanoracks

Gerelateerd nieuws

Update 140 - Oekraïne, stroomvoorziening Zaporizja hersteld
Bron: IAEA7 januari 2023
De stroomvoorziening van de kerncentrale van Zaporizja (ZNPP) is op 8 januari ‘s avonds hersteld nadat de reparaties aan de 330 kilovolt (kV) lijn, die vorige week werd afgesloten als gevolg van schade door beschietingen, waren voltooid, zo bevestigde het team van de Internationale Organisatie voor
Nieuw IAEA-rapport over lozing van behandeld water uit Fukushima Daiichi
Bron: IAEA29 december 2022
De IAEA-taskforce die is opgericht om de veiligheid te beoordelen van de plannen van Japan om het in de kerncentrale van Fukushima Daiichi opgeslagen behandelde water ALPS (Advanced Liquid Processing System) in zee te lozen, heeft vandaag zijn derde verslag uitgebracht. In het nieuwe verslag wordt u
Ondanks de geo-politieke situatie verwacht het Russische Rosatom 15% groei in export
Bron: NucNet28 december 2022
Het Russische staatskernbedrijf Rosatom verwacht dat zijn export dit jaar met 15% zal toenemen, aldus directeur-generaal Alexey Likhachev in de Russische krant Izvestia. De portefeuille van buitenlandse orders van Rosatom zal stabiel blijven op 200 miljard dollar (188 miljard euro), "zelfs in de hui

Gerelateerd nieuws

De stroomvoorziening van de kerncentrale van Zaporizja (ZNPP) is op 8 januari ‘s avonds hersteld nadat de reparaties aan de 330 kilovolt (kV) lijn, die vorige week werd afgesloten als gevolg van schade door beschietingen, waren voltooid, zo bevestigde het team van de Internationale Organisatie voor
De IAEA-taskforce die is opgericht om de veiligheid te beoordelen van de plannen van Japan om het in de kerncentrale van Fukushima Daiichi opgeslagen behandelde water ALPS (Advanced Liquid Processing System) in zee te lozen, heeft vandaag zijn derde verslag uitgebracht. In het nieuwe verslag wordt u
Het Russische staatskernbedrijf Rosatom verwacht dat zijn export dit jaar met 15% zal toenemen, aldus directeur-generaal Alexey Likhachev in de Russische krant Izvestia. De portefeuille van buitenlandse orders van Rosatom zal stabiel blijven op 200 miljard dollar (188 miljard euro), "zelfs in de hui
Nieuwsoverzicht