Chinezen maken ‘klimaatrijst’: goed voor opbrengst én milieu

Een extra stukje DNA uit gerst maakt rijstteelt minder vervuilend. En de rijstkorrels bevatten meer zetmeel.

Rijstvelden op ‘terrassen’, in de zuidelijke Chinese provincie Yunnan. Foto Thinkstock

Er is een nieuwe, genetisch gemanipuleerde rijstvariant gemaakt, goed voor mens én klimaat. Hij combineert een hogere opbrengst met een sterk verminderde uitstoot van het broeikasgas methaan. Chinese en Zweedse wetenschappers beschreven deze ‘klimaatrijst’ gisteren in het tijdschrift Nature.

Rijst is voor ongeveer de helft van de wereldbevolking het basisvoedsel. De vraag ernaar stijgt. Niet alleen vanuit de groeiende bevolking in Azië, maar in toenemende mate ook vanuit die in Latijns-Amerika en Afrikaanse landen bezuiden de Sahara. Naar verwachting zal daardoor ook de meest toegepaste teeltvorm zich blijven uitbreiden: de terrascultuur, waarbij rijstplanten continu onder water staan. Nadeel hierbij is dat in de zuurstofloze onderwateromgeving veel van het broeikasgas methaan wordt gevormd door bacteriën. De natte rijstteelt is zelfs een van de belangrijkste, door de mens gecreëerde bronnen van methaan, naast een groeiende rundveestapel, riolen en stortplaatsen, en lekkages bij de olie en gaswinning. Daarmee is de mens is verantwoordelijk voor 50 tot 60 procent van alle methaanuitstoot wereldwijd.

De Chinese en Zweedse biotechnologen hebben naar een oplossing voor dit probleem gezocht, in dit geval in de rijstplant zelf. Ze deden dat door een gerstgen (genaamd SUSIBA2) over te brengen op de veel in China verbouwde rijstvariant Nipponbare. Dit gen beïnvloedt de suikerhuishouding. Weefsels waarin het gen actief is, trekken suikers vanuit de rest van de plant aan. Ter plekke worden die suikers omgezet en vastgelegd in zetmeel.

Anderhalf keer zoveel korrels

Het gerstgen bleek met name actief in de zaden (die uitgroeien tot rijstkorrels) en de stengel van de genetisch gemanipuleerde rijstplanten, en niet in bladeren of wortels. Het effect was aanzienlijk. Per plant bevatten de genetisch gemanipuleerde varianten bijna anderhalf keer zo veel gevulde rijstkorrels als de Nipponbare-variant – zo’n 1.000 versus 700. En in die rijstkorrels zat ook nog eens meer zetmeel – de zetmeelkorreltjes zijn kleiner en zitten dichter op elkaar gepakt. Dat bleek na drie jaar van experimenten in het laboratorium, en in het veld, op drie plekken in China.

Bovendien was de methaanuitstoot bij de genetisch gemanipuleerde rijstplanten sterk verminderd. Die afname was sterker in de zomer dan in de herfst, en ook sterker in de namiddag dan in de ochtend. De wetenschappers troffen rond het wortelstelsel van de genetisch gemanipuleerde rijstplanten veel minder methaanproducerende bacteriën aan.

Microbioloog Paul Bodelier van het Nederlands Instituut voor Ecologie in Wageningen schreef voor Nature een commentaar op het rijstonderzoek. Hij noemt het „een enorme kans voor een duurzamere rijstteelt”. Maar tegelijk roept de studie bij hem tal van vragen op. Hoe pakt de verandering van de bacteriegemeenschap in de bodem op langere termijn uit? Heeft de genetische verandering misschien andere onvoorziene effecten? Hebben boeren überhaupt een boodschap aan klimaatvriendelijkere rijst? Bodelier: „Ik denk niet dat ze er wakker van liggen.”

Schaarste aan zoetwater

Bodelier oppert een andere mogelijkheid voor een klimaatvriendelijkere rijstteelt. Niet de plant aanpassen, maar de teeltmethode. Het is een optie waaraan ook het Internationaal instituut voor rijstonderzoek (IRRI) op de Filippijnen veel onderzoek doet. Dat is noodgedwongen, zegt landbouwdeskundige Bas Bouman, die vanuit het IRRI een groot internationaal onderzoeksprogramma leidt op het gebied van rijst. „Want steeds meer geïrrigeerde gebieden in Azië hebben te kampen met een schaarste aan zoetwater.” Een voorbeeld is de techniek van alternate wetting and drying, waarbij rijst afwisselende periodes nat en droog staat. Ook hierdoor vermindert de uitstoot van methaan, zegt Bouman. Nadeel is wel dat meer periodes van droogte tot opbrengstdaling kan leiden. En het geeft onkruid een kans – terrascultuur kent dat probleem niet. Dat maakt dan weer bestrijdingsmiddelen nodig. Het vraagt kortom een heel andere teeltpraktijk. De vraag is hoe makkelijk boeren dát dan weer accepteren.

Alleen al daarom verwacht Bouman dat rijstveredeling cruciaal blijft. Maar ook wegens alle andere veranderingen. Bijvoorbeeld dat grote geïrrigeerde rijstgebieden in Aziatische delta’s, zoals de Mekong en de Yangtze, meer te maken krijgen met overstromingen en verzilting. Dat de landbouw in Azië mechaniseert. En dat rijker wordende consumenten hogere smaakeisen stellen. Bouman: „Per gebied stemmen we onze veredelingsprogramma’s af op de markt en de behoeftes van de boeren.” Het gaat steeds om specifieke combinaties: opbrengstverhoging, resistentie tegen stress zoals ziektes of droogte, meer nutriënten of aroma’s.

En hoe schat Bouman de waarde in van een gm-rijst met verminderde methaanuitstoot? „Ik verwacht dat gm-technologieën de komende jaren veel nieuwe producten gaan opleveren”, zegt hij. „Maar de bottleneck is natuurlijk de nationale acceptatie van gm-voedselgewassen. En dat is een politieke aangelegenheid.”