Dr Eduardo Blumwald (lemin) u Akhilesh Yadav, Ph.D., u membri oħra tat-tim tagħhom fl-Università ta 'California, Davis, immodifikaw ir-ross biex jinkoraġġixxu l-batterji tal-ħamrija biex jipproduċu aktar nitroġenu li l-pjanti jistgħu jużaw. [Trina Kleist/UC Davis]
Ir-riċerkaturi użaw CRISPR biex jagħmlu r-ross biex jinkoraġġixxu l-batterji tal-ħamrija biex jiffissaw in-nitroġenu meħtieġ għat-tkabbir tagħhom. Is-sejbiet jistgħu jnaqqsu l-ammont ta 'fertilizzant tan-nitroġenu meħtieġ biex jitkabbru l-uċuħ tar-raba', li jiffrankaw lill-bdiewa Amerikani biljuni ta 'dollari kull sena u jibbenefikaw l-ambjent billi jitnaqqas it-tniġġis tan-nitroġenu.
"Il-pjanti huma fabbriki kimiċi inkredibbli," qal Dr Eduardo Blumwald, professur distint tax-xjenzi tal-pjanti fl-Università ta 'California, Davis, li mexxa l-istudju. It-tim tiegħu uża CRISPR biex itejjeb it-tqassim tal-apigenin fir-ross. Sabu li apigenin u komposti oħra jikkawżaw fissazzjoni tan-nitroġenu batterjali.
Ix-xogħol tagħhom ġie ppubblikat fil-ġurnal Plant Biotechnology ("Modifikazzjoni ġenetika tal-bijosintesi tal-flavonoid tar-ross ittejjeb il-formazzjoni tal-bijofilm u l-iffissar bijoloġiku tan-nitroġenu minn batterji li jiffissaw in-nitroġenu tal-ħamrija").
In-nitroġenu huwa essenzjali għat-tkabbir tal-pjanti, iżda l-pjanti ma jistgħux jikkonvertu direttament in-nitroġenu mill-arja f'forma li jistgħu jużaw. Minflok, il-pjanti jiddependu fuq li jassorbu nitroġenu inorganiku, bħall-ammonja, prodotta minn batterji fil-ħamrija. Il-produzzjoni agrikola hija bbażata fuq l-użu ta 'fertilizzanti li fihom in-nitroġenu biex tiżdied il-produttività tal-pjanti.
"Jekk il-pjanti jistgħu jipproduċu kimiċi li jippermettu li l-batterji tal-ħamrija jiffissaw in-nitroġenu atmosferiku, nistgħu nħeġġu l-pjanti biex jipproduċu aktar minn dawn il-kimiċi," qal. "Dawn il-kimiċi jinkoraġġixxu l-batterji tal-ħamrija biex jiffissaw in-nitroġenu u l-pjanti jużaw l-ammonju li jirriżulta, u b'hekk inaqqsu l-ħtieġa għal fertilizzanti kimiċi."
It-tim ta 'Broomwald uża analiżi kimika u ġenomika biex jidentifika komposti fil-pjanti tar-ross - apigenin u flavonoids oħra - li jtejbu l-attività li tiffissa n-nitroġenu tal-batterja.
Imbagħad identifikaw mogħdijiet għall-produzzjoni tas-sustanzi kimiċi u użaw it-teknoloġija tal-editjar tal-ġeni CRISPR biex iżidu l-produzzjoni ta 'komposti li jistimulaw il-formazzjoni tal-bijofilm. Dawn il-bijofilms fihom batterji li jtejbu t-trasformazzjoni tan-nitroġenu. Bħala riżultat, l-attività li tiffissa n-nitroġenu tal-batterji tiżdied u l-ammont ta 'ammonju disponibbli għall-impjant jiżdied.
"Pjanti tar-ross imtejba wrew żieda fil-produzzjoni tal-qamħ meta tkabbru taħt kundizzjonijiet limitati min-nitroġenu tal-ħamrija," kitbu r-riċerkaturi fil-karta. "Ir-riżultati tagħna jappoġġjaw il-manipulazzjoni tal-mogħdija tal-bijosintesi tal-flavonojdi bħala mod kif tinduċi l-fissazzjoni tan-nitroġenu bijoloġiku fil-ħbub u tnaqqas il-kontenut ta 'nitroġenu inorganiku. Użu tal-fertilizzant. Strateġiji reali.”
Pjanti oħra jistgħu wkoll jużaw din ir-rotta. L-Università ta 'Kalifornja applikat għal privattiva dwar it-teknoloġija u bħalissa qed tistennieha. Ir-riċerka kienet iffinanzjata mill-Fondazzjoni Will W. Lester. Barra minn hekk, Bayer CropScience tappoġġja aktar riċerka dwar dan is-suġġett.
"Il-fertilizzanti tan-nitroġenu huma għaljin ħafna, ħafna," qal Blumwald. “Kull ħaġa li tista’ telimina dawk l-ispejjeż hija importanti. Min-naħa waħda, hija kwistjoni ta’ flus, iżda n-nitroġenu għandu wkoll effetti ta’ ħsara fuq l-ambjent.”
Ħafna mill-fertilizzanti applikati jintilfu, infiltraw fil-ħamrija u fl-ilma ta 'taħt l-art. L-iskoperta ta’ Blumwald tista’ tgħin biex tipproteġi l-ambjent billi tnaqqas it-tniġġis tan-nitroġenu. "Dan jista 'jipprovdi prattika tal-biedja alternattiva sostenibbli li tnaqqas l-użu ta' fertilizzant tan-nitroġenu żejjed," qal.