In de kassen van de Leidse Hortus worden duizenden planten gekweekt voor onderzoek, zoals tropische orchideeën, varens, de Zuurzakfamilie (Annonaceae), Maagdenpalmfamilie (Apocynaceae) en Bekerplantfamilie (Nepenthaceae en andere carnivore planten). Hieraan wordt door eigen onderzoekers en door collega’s van over de hele wereld gewerkt, om de diversiteit in kaart te brengen en om uiteindelijk tot een nog betere stamboom van het leven te komen. Dit gebeurt door middel van DNA-onderzoek, maar ook andere kenmerken worden bestudeerd, zowel de met het blote oog zichtbare als microscopische kenmerken. Dit onderzoek leidt ook tot betere inventarisaties en advies over natuurbehoud en -bescherming.
In de tuin werkt de Hortus mee aan het kweken van in Nederland bedreigde planten samen met andere botanische tuinen in Nederland.
Promovendi
Roderick Bouman: Het ontrafelen van geheimen binnen het genus Phyllanthus
Sinds december 2015 doet Roderick Bouman zijn PhD bij Hortus botanicus, de universiteit van Leiden en Naturalis Biodiversity Centre. Hij doet onderzoek naar het tropisch plantengenus Phyllanthus welke wereldwijd voorkomt, behalve in Europa. In het onderzoek is aandacht voor de fylogenie van de groep waarbij DNA wordt geëxtraheerd uit de bladeren. Hiervan worden de stambomen van de groepen gereconstrueerd. Dit is een bijzonder lastig omdat de groep zo groot is (meer dan 800 soorten). Het DNA-onderzoek wordt vervolgens vergeleken met de classificatie van de subgroepen die al bestaat op basis van morfologie.
Deze stamboom wordt vervolgens in een tweede deel van het onderzoek als uitgangspunt genomen voor de verspreiding van de groep; voor het achterhalen van de historische biogeografie. Uit voorgaand onderzoek is gebleken dat de groep is ontstaan in Afrika of Azië, maar tegenwoordig komt deze Phyllanthus ook voor in Zuid-Amerika en Australië. Door het dateren van de stamboom kunnen wellicht bepaalde belangrijke verspreidingsmomenten geïdentificeerd worden.
In een derde fase van het onderzoek wordt gekeken naar ‘bioactivity screening’. Dit houdt in dat gezocht wordt naar stoffen in de planten die mogelijk gebruikt kunnen worden in medicijnen. De uitkomst hiervan is nog bijzonder onzeker vanwege het prille stadium van het onderzoek, maar om te beginnen worden de soorten onderzocht die nu al worden gebruikt in traditionele medicijnen.
Richa Kusuma Wati: Stamboomreconstructie en biochemische analyses van medicinaal gebruikte orchideeën (Coelogyninae) uit Indonesië
In januari 2015 is Richa Kusuma Wati gestart met een vierjarig promotieonderzoek bij Universiteit Leiden en Naturalis Biodiversity Center aan de levende orchideeëncollecties van de Hortus botanicus en Kebun Raya Bogor (www.krbogor.lipi.go.id). Dit onderzoek wordt gefinancierd door LPDP (Indonesian Endownent Fund for Education). Richa onderzoekt de evolutionaire verwantschappen van Glomera orchideeën uit Indonesië met behulp van moleculaire technieken. Zij gebruikt moleculaire stambomen voor het vinden van soorten met antibacteriële inhoudsstoffen. Met behulp van bioassays in laboratoria van Hogeschool Leiden en Universiteit Leiden onderzoekt Richa welke inhoudsstoffen de groei van antibiotica resistente bacteriestammen remmen. Behalve met inhoudsstoffen beschermen deze orchideeën zich ook met stekeltjes tegen schadelijke herbivoren. Met behulp van experimenten zal worden onderzocht hoe de vorm van de stekeltjes het blad en de bloeiwijzen beschermt.
Diego Bogarin: Evolutionaire analyses van miniatuur orchideeën (Pleurothallidinae) uit Costa Rica en Panama
In augustus 2015 is Diego Bogarin gestart met een vierjarig promotieonderzoek bij Universiteit Leiden en Naturalis Biodiversity Center aan de levende orchideeëncollecties van de Hortus botanicus en Lankester botanische tuin (www.jbl.ucr.ac.cr). Dit onderzoek wordt gefinancierd door de Universiteit van Costa Rica. Diego onderzoekt de evolutionaire verwantschappen van miniatuur orchideeën (Lepanthes en verwanten) uit Costa Rica en Panama en co-evolutie met bestuivers met behulp van moleculaire en anatomische technieken. Deze orchideeën zijn een relatief jonge evolutionaire groep. Diego heeft daarom samen met het Center for Anchored Phylogenomics (anchoredphylogeny.com) nieuwe fylogenetische regio’s gegenereerd uit zowel het chloroplast, mitochondriaal als nucleaire genoom.
Met deze nieuwe regio’s kunnen nauw verwante soorten veel beter van elkaar onderscheiden worden dan met traditionele DNA barcodes. Deze orchideeën worden bestoven door kleine muggen. Met 3D analyses wordt onderzocht hoe de vorm van bloemen en bestuivers heeft geleid tot reproductieve isolatie tussen soorten.
Susanne Masters: Handel in eetbare salep orchideeën
Susanne Masters schrijft regelmatig over eetbare planten (www.susannemasters.com/orchids). In maart 2017 is ze ook gestart met een vierjarig promotieonderzoek bij Universiteit Leiden aan de levende orchideeëncollecties van de Hortus botanicus. Dit onderzoek wordt gefinancierd met een topsector subsidie (http://www.wur.nl/nl/nieuws/Club-van-100-succesvol-bij-aanvragen-voor-de-Topsector-Tuinbouw-en-Uitgangsmaterialen.htm). Susanne onderzoekt handel in orchideeën die gebruikt worden voor de productie van salep, een eetbaar product dat vooral populair is in landen rond de Middelandse zee. Trends in de samenstelling van salep door de tijd worden onderzocht door het vergelijken van de gemiddelde diameter van orchideeënknollen uit historische plantencollecties met die van knollen aangeboden op moderne markten en websites. Traditionele oogsttechnieken worden experimenteel gevalideerd in het Levend Lab van Universiteit Leiden (https://levendlab.wordpress.com/).