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 jipproduċu aktar nitroġenu li l-pjanti jistgħu jużaw. [Trina Kleist/UC Davis]
Ir-riċerkaturi użaw CRISPR biex jiddisinjaw ir-ross ħalli jinkoraġġixxu l-batterji tal-ħamrija jiffissaw in-nitroġenu meħtieġ għat-tkabbir tagħhom. Is-sejbiet jistgħu jnaqqsu l-ammont ta’ fertilizzant tan-nitroġenu meħtieġ biex jitkabbru l-għelejjel, u b’hekk jiffrankaw biljuni ta’ dollari lill-bdiewa Amerikani kull sena u jkunu ta’ benefiċċju għall-ambjent billi jnaqqsu t-tniġġis min-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-tkissir tal-apigenin fir-ross. Huma sabu li l-apigenin u komposti oħra jikkawżaw fissazzjoni tan-nitroġenu batterjali.
Ix-xogħol tagħhom ġie ppubblikat fil-ġurnal Plant Biotechnology (“Il-modifika ġenetika tal-bijosintesi tal-flavonoid tar-ross ittejjeb il-formazzjoni tal-bijofilm u l-iffissar bijoloġiku tan-nitroġenu minn batterji li jiffissaw in-nitroġenu fil-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 l-assorbiment tan-nitroġenu inorganiku, bħall-ammonja, prodotta mill-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 lill-batterji tal-ħamrija jiffissaw in-nitroġenu atmosferiku, nistgħu niddisinjaw il-pjanti biex jipproduċu aktar minn dawn il-kimiċi,” qal. “Dawn il-kimiċi jinkoraġġixxu lill-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 tal-iffissar tan-nitroġenu tal-batterja.
Imbagħad identifikaw mogħdijiet għall-produzzjoni tal-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. B’riżultat ta’ dan, l-attività tal-iffissar tan-nitroġenu tal-batterji tiżdied u l-ammont ta’ ammonju disponibbli għall-pjanta jiżdied.
“Pjanti tar-ross imtejba wrew żieda fir-rendiment tal-qamħ meta mkabbra taħt kundizzjonijiet limitati min-nitroġenu fil-ħamrija,” kitbu r-riċerkaturi fil-karta. “Ir-riżultati tagħna jappoġġjaw il-manipulazzjoni tal-mogħdija tal-bijosintesi tal-flavonoid bħala mod kif tinduċi l-fissazzjoni bijoloġika tan-nitroġenu fil-qamħ u tnaqqas il-kontenut tan-nitroġenu inorganiku. L-użu tal-fertilizzanti. Strateġiji Reali.”
Pjanti oħra jistgħu jużaw din ir-rotta wkoll. L-Università ta’ California applikat għal privattiva fuq it-teknoloġija u bħalissa qed tistennieha. Ir-riċerka ġiet 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. Minn naħa waħda, hija kwistjoni ta’ flus, iżda n-nitroġenu għandu wkoll effetti ta’ ħsara fuq l-ambjent.”
Il-biċċa l-kbira tal-fertilizzanti applikati jintilfu, u jippenetraw 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 agrikola alternattiva sostenibbli li tnaqqas l-użu żejjed ta’ fertilizzant tan-nitroġenu,” qal.