Dr. Eduardo Blumwald (sağda) və Ph.D. Axilesh Yadav və onların Kaliforniya Universitetindəki Devisdəki komandasının digər üzvləri torpaq bakteriyalarının bitkilərin istifadə edə biləcəyi daha çox azot istehsal etməsini təşviq etmək üçün düyü dəyişdirdilər. [Trina Kleist/UC Davis]
Tədqiqatçılar torpaq bakteriyalarının böyüməsi üçün lazım olan azotu düzəltməyə təşviq etmək üçün düyü mühəndisliyi üçün CRISPR-dən istifadə etdilər. Tapıntılar məhsul yetişdirmək üçün lazım olan azot gübrəsinin miqdarını azalda, amerikalı fermerlərə hər il milyardlarla dollar qənaət edə və azotla çirklənməni azaltmaqla ətraf mühitə fayda verə bilər.
"Bitkilər inanılmaz kimya fabrikləridir" dedi tədqiqata rəhbərlik edən Kaliforniya Universitetinin bitki elmləri üzrə görkəmli professoru Dr. Eduardo Blumvald. Onun komandası düyüdə apigeninin parçalanmasını artırmaq üçün CRISPR-dən istifadə edib. Onlar aşkar ediblər ki, apigenin və digər birləşmələr bakterial azot fiksasiyasına səbəb olur.
Onların işi “Plant Biotechnology” jurnalında dərc olunub (“Düyü flavonoid biosintezinin genetik modifikasiyası biofilmin əmələ gəlməsini və torpaq azotunu fiksasiya edən bakteriyalar tərəfindən bioloji azot fiksasiyasını gücləndirir”).
Azot bitki inkişafı üçün vacibdir, lakin bitkilər havadan azotu birbaşa istifadə edə biləcəkləri forma çevirə bilməzlər. Bunun əvəzinə, bitkilər torpaqda bakteriyalar tərəfindən istehsal olunan ammonyak kimi qeyri-üzvi azotun udulmasına əsaslanır. Kənd təsərrüfatı istehsalı bitki məhsuldarlığını artırmaq üçün azot tərkibli gübrələrdən istifadəyə əsaslanır.
"Əgər bitkilər torpaq bakteriyalarının atmosfer azotunu düzəltməyə imkan verən kimyəvi maddələr istehsal edə bilsələr, biz bu kimyəvi maddələrin daha çoxunu istehsal etmək üçün bitkilər hazırlaya bilərik" dedi. "Bu kimyəvi maddələr torpaq bakteriyalarını azotu düzəltməyə təşviq edir və bitkilər yaranan ammoniumdan istifadə edir və bununla da kimyəvi gübrələrə ehtiyacı azaldır."
Broomwaldın komandası düyü bitkilərində bakteriyaların azot fiksasiya fəaliyyətini gücləndirən birləşmələri - apigenin və digər flavonoidləri müəyyən etmək üçün kimyəvi analiz və genomikadan istifadə etdi.
Daha sonra onlar kimyəvi maddələrin istehsalı üçün yolları müəyyən etdilər və biofilmin əmələ gəlməsini stimullaşdıran birləşmələrin istehsalını artırmaq üçün CRISPR gen redaktə texnologiyasından istifadə etdilər. Bu biofilmlərdə azotun transformasiyasını gücləndirən bakteriyalar var. Nəticədə bakteriyaların azot tutma aktivliyi artır və bitkidə mövcud olan ammoniumun miqdarı artır.
Tədqiqatçılar məqalədə "Təkmilləşdirilmiş düyü bitkiləri torpaq azotu məhdud şəraitdə yetişdirildikdə taxıl məhsuldarlığının artdığını göstərdi" dedi. “Nəticələrimiz taxıllarda bioloji azot fiksasiyasını stimullaşdırmaq və qeyri-üzvi azot tərkibini azaltmaq üçün flavonoid biosintez yolunun manipulyasiyasını dəstəkləyir. Gübrə istifadəsi. Real Strategiyalar.”
Digər bitkilər də bu yoldan istifadə edə bilərlər. Kaliforniya Universiteti texnologiyaya patent almaq üçün müraciət edib və hazırda onu gözləyir. Tədqiqat Will W. Lester Fondu tərəfindən maliyyələşdirilib. Bundan əlavə, Bayer CropScience bu mövzuda gələcək tədqiqatları dəstəkləyir.
"Azot gübrələri çox və çox bahadır" dedi Blumwald. “Bu xərcləri aradan qaldıra biləcək hər şey vacibdir. Bir tərəfdən pul məsələsidir, amma azotun da ətraf mühitə zərərli təsiri var”.
Tətbiq edilən gübrələrin çoxu torpağa və qrunt sularına sızaraq itir. Blumvaldın kəşfi azotla çirklənməni azaltmaqla ətraf mühitin qorunmasına kömək edə bilər. "Bu, artıq azot gübrəsinin istifadəsini azaldacaq davamlı alternativ əkinçilik təcrübəsini təmin edə bilər" dedi.