Elf nieuwe projecten binnen groene topsectoren

26 november 2019

Het bestuur van het NWO-domein Exacte en Natuurwetenschappen heeft elf aanvragen goedgekeurd in het programma Graduate School Groene Topsectoren. Vijf projecten vallen binnen de topsector Tuinbouw en Uitgangsmaterialen, en zes projecten binnen de topsector Agrifood. Binnen dit programma kunnen excellente masterstudenten zelf, in samenwerking met kennisinstellingen en bedrijven, een voorstel voor promotieonderzoek indienen.

Projecten binnen topsector Tuinbouw en Uitgangsmaterialen

Ombouwen en verbouwen: komkommerarchitectuur op de schop
Dr Viola Willemsen, PhD candidate Merijn Kerstens, Wageningen University and Research
Jaarlijks produceren komkommertelers wereldwijd meer dan 80 miljard kilo vruchten. Het produceren van komkommers met een consistent hoge kwaliteit is uitermate arbeidsintensief door de snelle hoogtegroei van de plant en de spiraalsgewijze bladstand. Daarnaast bemoeilijken deze twee kenmerken de ontwikkeling van geschikte oogstrobots. In dit innovatieve project ga ik op zoek naar de genetische basis van stengellidlengte en bladstand, evenals de stabiliteit daarvan, in de modelplant Arabidopsis thaliana en komkommer. De inzichten die hieruit voortvloeien leveren handvaten voor het creëren van nieuwe komkommerrassen waarbij de oogstmethode minder handmatige arbeid benodigt en potentie heeft voor automatisering in de toekomst.

Het REJUVENATOR gen als sleutel voor de eeuwige jeugd in bloeiende planten
Prof. Remko Offringa, PhD candidate Thalia Luden, Leiden University
Veel meerjarige planten bloeien meerdere keren gedurende hun leven, en groeien tussen twee bloeicycli
vegetatief om in leven te blijven. De regulatie van vegetatieve groei, o.a. door omgevingsfactoren zoals
licht en temperatuur, is een belangrijk proces in de (sier)gewasteelt. De kwaliteit van bladgewassen
zoals sla en het verkrijgen van stekken voor vermeerdering zijn afhankelijk van vegetatieve groei. Het
REJUVENATOR/AHL15 gen bevordert vegetatieve groei en verjongt daarmee bloeiende planten. Met dit
onderzoek willen we in kaart brengen hoe RJV/AHL15 dit proces van verjonging stimuleert onder invloed
van omgevingssignalen, en welke rol het speelt in de omschakeling van eenjarigheid naar meerjarigheid.

Duurzame verwerking van rozenafval als compost in een Nederlandse rozenkwekerij in Kenia.
Dr Albert Tietema, PhD candidate Evy de Nijs BSc, University of Amsterdam
Het afval van rozenkwekerijen wordt tot nu nauwelijks gebruikt voor composteren. Dit heeft te maken
met de chemische (houtige) en fysische eigenschappen van het materiaal. Dit project richt zich op het
zoeken van mengsels van rozenafval en andere organisch afval, waarbij het laatste de beperkende
factoren voor het composteren van rozenafval compenseert. In dit project worden eerst de
eigenschappen van alle afvalsoorten gekarakteriseerd en het composteringsproces van een groot aantal
veelbelovende mengsels bestudeerd. Tenslotte worden deze mengsels getest in een veldexperiment in
een Nederlandse rozenkwekerij in Kenia.

Gerichte recombinaties in somatische cellen van planten
Prof. Richard Visser, PhD candidate Jillis Grubben, Wageningen University
Plantenveredelaars weten welke eigenschappen hun gewas moet hebben. Echter is het toevoegen van eigenschappen die zorgen voor bescherming tegen bijvoorbeeld ziekten of droogte gebaseerd op willekeurige uitwisseling van DNA tijdens het kruisen, waardoor plantenveredeling in gewassen lang duurt. In dit onderzoeksvoorstel wil ik ‘gene-editing’ methoden combineren met het DNA-reparatiesysteem van de plant. Dit maakt plantenveredeling beter stuurbaar en sneller. Daarnaast bestaan er complexe verschillen tussen genomen van wilde verwanten en moderne rassen, die het inkruisen van resistentiegenen verhinderen. Mijn methode biedt de mogelijkheid om dit probleem ook op te lossen waardoor nieuwe mogelijkheden voor goed uitgangsmateriaal voor duurzame landbouw ontstaan.

Hoe werkt de bescherming tegen fel licht in fotosynthese?
Prof. Mark Aarts, PhD candidate Louise Lea Logie, Wageningen University & Research
Planten produceren alle suikers die wij gebruiken om te leven, bij dit proces gebruiken ze onder andere
zonlicht. Suiker productie in de plant is suboptimaal en een deel van het licht wordt omgezet in hitte als
bescherming tegen zeer fel licht. Idealiter zou deze hitte vorming alleen plaats vinden als het absoluut
noodzakelijk is, maar we meten nu dat dat niet het geval is. Om de suiker productie in planten optimaal
te maken wil ik uitzoeken waarom de plant hitte produceert in plaats van suikers, wanneer er geen fel licht
is.

Projecten binnen topsector Agrifood

Indirecte effecten van herbivorie op kruisbestuiving in Brassica rapa en de gevolgen voor zaadproductie en kwaliteit
Dr. ir. Erik H. Poelman, PhD candidate Hanneke Suijkerbuijk, Wageningen University & Research
Herbivore insecten kunnen grote schade veroorzaken aan planten, met desastreuze gevolgen voor de zaadproductie en kwaliteit. Het doel van dit onderzoek is te ontrafelen hoe zaadopbrengst en kwaliteit hoog gehouden kunnen worden onder herbivorenstress. Daarvoor onderzoek ik welke bloemeigenschappen de meest effectieve bestuivers aantrekken en hoe die interactie wordt beïnvloed door insectenvraat. Ook breng ik de moleculaire basis voor acceptatie van eigen stuifmeel onder herbivorenstress in kaart. Hiermee kunnen we beter begrijpen hoe planten een balans vinden tussen verdediging en voortplanting, en kunnen Brassica-rassen en bestuivers gevonden worden die ook onder herbivorenstress maximaal kruisbestuiven en dus produceren.

Putida for plastics
Prof. Vítor Martins dos Santos, PhD candidate María Martín Pascual, Wageningen University
A major challenge of the 21st century is to meet rising global market demand for building blocks and polymers while ensuring environmental sustainability. White biotechnology has emerged as a promising green alternative, by relying on improved microorganisms for fuels and production of chemicals. Yet, substantial improvements are required to enable its economically feasible application to industrials processes. This project aims at tackling essential aspects of the metabolism and regulation of the microbe Pseudomonas putida to render it robust for industrial production of FDCA, a key precursor for the biodegradable polyethylene furanoate, which can become a major substitute of plastic.

Towards sustainable production of natural food additives: How can biotechnology help?
Dr Maria Suarez Diez, PhD candidate Sara Moreno Paz, Wageningen University and Research
Biotechnology uses microorganisms as small factories to efficiently obtain a variety of natural products:
bioplastics, vitamins, aromas etc. Since designing cell factories is a long, difficult task, we will accelerate and
facilitate it creating a workflow that integrates biology, computer science and engineering. This strategy
will be applied to meet consumer demand towards natural food additives avoiding inefficient plant
extraction, as 1 kg of these compounds requires tons of fruits or vegetables. Thus, cell factories are
presented as an alternative for production of natural colorants contributing to the challenge of creating
food chains where people and sustainability are the main focus.

Conservering van levensmiddelen door koppeling van afweerstoffen uit granen: Grootte telt!
Prof. Jean-Paul Vincken, PhD candidate Annemiek van Zadelhoff, Wageningen University and Research
Huidige trends in voedsel, zoals de groeiend populariteit van alcoholvrij bier, zorgen voor toenemende vraag naar natuurlijke conserveringsmiddelen. In dit onderzoek zal een proces worden ontwikkeld om afweerstoffen uit granen, zoals gerst en haver, aan elkaar te koppelen om grotere moleculen te maken met een hogere antimicrobiële activiteit. Daarnaast zullen waardevolle uitgangsstoffen uit afvalstromen van de bierindustrie worden gewonnen, die met behulp van het nieuwe proces geactiveerd kunnen worden. Deze innovatieve aanpak zal doorontwikkeld worden tot een generieke strategie om afweerstoffen afkomstig uit verschillende gewassen om te zetten in natuurlijke conserveringsmiddelen.

Moedermelk suikers voor een gezonde microbioom ontwikkeling
Dr. C. Belzer, PhD candidate Athanasia Ioannou, Wageningen University & Research
Moedermelk is de beste voeding voor een zuigeling. Desalniettemin krijgt in Europa slechts 25% van de kinderen borstvoeding voor de aanbevolen 6 maanden. Flesvoeding is het alternatief, en zuigelingenvoeding wordt steeds verbeterd om de effecten van moedermelk beter na te kunnen bootsen. Speciale suikers in moedermelk hebben een positief effect op het darm microbioom van zuigelingen. Het doel van dit onderzoek is om te onderzoeken hoe moedermelksuikers de structuur van het microbioom van zuigelingen bepaald. Deze resultaten kunnen tot nieuwe inzichten leiden voor toekomstige voedingsproducten voor zuigelingen.

OLEOX - OLEOsome architecture to prevent lipid OXidation
Dr Marie Hennebelle, PhD candidate Lorenz Plankensteiner, Wageningen University
Gezonde onverzadigde vetten in levensmiddelen zijn gevoelig voor oxidatie, wat productkwaliteit negatief beïnvloedt. In de natuur, in planten, liggen onverzadigde vetten opgesloten in zogenaamde oleosomen waardoor ze beschermd worden tegen vetoxidatie. Met de toenemende vraag van consumenten naar houdbare levensmiddelen zonder toevoegingen, is het van belang de strategie van planten in vetbescherming te begrijpen, zodat we ook in levensmiddelen van deze strategie gebruik kunnen maken. Door oleosomen uit planten te isoleren, en door de samenstelling van hun beschermende laag te modificeren, willen we het vetoxidatieproces bij verschillende grensvlakstructuren monitoren, om zo de intrinsieke stabiliteit van oleosomen tegen vetoxidatie te doorgronden.

Bron: NWO