ዶ/ር ኤድዋርዶ ብሉምዋልድ (በስተቀኝ) እና አኪሌሽ ያዳቭ፣ ፒኤችዲ እና ሌሎች የቡድናቸው አባላት በካሊፎርኒያ ዩኒቨርሲቲ ዴቪስ፣ የአፈር ባክቴሪያ ዕፅዋት ሊጠቀሙበት የሚችሉትን ናይትሮጅን ለማምረት እንዲችሉ ሩዝ አሻሽለዋል። [ትሪና ክሌስት/ዩሲ ዴቪስ]
ተመራማሪዎች የአፈር ባክቴሪያዎች ለእድገታቸው የሚያስፈልገውን ናይትሮጅን ለመጠገን ሩዝ ለመሐንዲስ CRISPR ን ተጠቅመዋል። ግኝቱ ለሰብል ልማት የሚያስፈልገውን የናይትሮጅን ማዳበሪያ መጠን በመቀነስ የአሜሪካ ገበሬዎችን በየዓመቱ በቢሊዮን የሚቆጠር ዶላር በመታደግ የናይትሮጅን ብክለትን በመቀነስ አካባቢን ተጠቃሚ ያደርጋል።
ጥናቱን የመሩት በካሊፎርኒያ ዩኒቨርሲቲ የእፅዋት ሳይንስ ፕሮፌሰር የሆኑት ዶ/ር ኤድዋርዶ ብሉምዋልድ "ተክሎች አስደናቂ የኬሚካል ፋብሪካዎች ናቸው" ብለዋል። የእሱ ቡድን በሩዝ ውስጥ የአፒጂኒን መበላሸትን ለማሻሻል CRISPR ን ተጠቅሟል። አፒጂኒን እና ሌሎች ውህዶች የባክቴሪያ ናይትሮጅን ማስተካከልን እንደሚያስከትሉ ደርሰውበታል.
ሥራቸው በፕላንት ባዮቴክኖሎጂ መጽሔት ላይ ታትሟል (“የሩዝ ፍላቮኖይድ ባዮሲንተሲስ የዘረመል ማሻሻያ ባዮፊልም ምስረታ እና ባዮሎጂካል ናይትሮጅን በአፈር ናይትሮጅን-የሚያስተካክሉ ባክቴሪያዎችን ያሻሽላል”)።
ናይትሮጅን ለተክሎች እድገት አስፈላጊ ነው, ነገር ግን ተክሎች ናይትሮጅንን ከአየር ወደ ሊጠቀሙበት ቅጽ በቀጥታ መቀየር አይችሉም. በምትኩ ተክሎች በአፈር ውስጥ በባክቴሪያ የሚመረተውን እንደ አሞኒያ ያሉ ኦርጋኒክ ያልሆኑ ናይትሮጅን በመምጠጥ ላይ ናቸው. የግብርና ምርት የዕፅዋትን ምርታማነት ለመጨመር ናይትሮጅን የያዙ ማዳበሪያዎችን በመጠቀም ላይ የተመሰረተ ነው.
"እፅዋት የአፈር ባክቴሪያን በከባቢ አየር ውስጥ የሚገኘውን ናይትሮጅን ለመጠገን የሚያስችሉ ኬሚካሎችን ማምረት ከቻሉ, እነዚህን ተጨማሪ ኬሚካሎች ለማምረት ተክሎችን መሐንዲስ ማድረግ እንችላለን" ብለዋል. "እነዚህ ኬሚካሎች የአፈር ባክቴሪያዎችን ናይትሮጅንን እንዲያስተካክሉ ያበረታታሉ እና ተክሎችም የተገኘውን አሚዮኒየም ይጠቀማሉ, በዚህም የኬሚካል ማዳበሪያን አስፈላጊነት ይቀንሳል."
የBroomwald ቡድን በሩዝ ተክሎች ውስጥ የሚገኙትን ውህዶች - አፒጂኒን እና ሌሎች ፍላቮኖይድ - የባክቴሪያውን ናይትሮጅን መጠገኛ እንቅስቃሴን የሚያጎለብቱ ኬሚካላዊ ትንታኔዎችን እና ጂኖሚክስን ተጠቅሟል።
ከዚያም ኬሚካሎቹን ለማምረት መንገዶችን ለይተው CRISPR ጂን-ኤዲቲንግ ቴክኖሎጂን በመጠቀም የባዮፊልም መፈጠርን የሚያነቃቁ ውህዶችን ማምረት ችለዋል። እነዚህ ባዮፊልሞች የናይትሮጅን ለውጥን የሚያሻሽሉ ባክቴሪያዎችን ይይዛሉ. በውጤቱም, የባክቴሪያው ናይትሮጅን-ማስተካከያ እንቅስቃሴ ይጨምራል እናም ለፋብሪካው የሚገኘው የአሞኒየም መጠን ይጨምራል.
ተመራማሪዎቹ በጋዜጣው ላይ "የተሻሻሉ የሩዝ ተክሎች በአፈር ናይትሮጅን-ውሱን በሆኑ ሁኔታዎች ውስጥ ሲበቅሉ የእህል ምርትን ይጨምራሉ." “ውጤታችን የፍላቮኖይድ ባዮሲንተሲስ መንገድ በእህል ውስጥ ባዮሎጂካል ናይትሮጅን ማስተካከልን ለማነሳሳት እና ኦርጋኒክ ያልሆነ የናይትሮጅን ይዘትን ለመቀነስ መንገድ አድርጎ መጠቀምን ይደግፋል። የማዳበሪያ አጠቃቀም. እውነተኛ ስልቶች።
ሌሎች ተክሎችም ይህን መንገድ መጠቀም ይችላሉ. የካሊፎርኒያ ዩኒቨርሲቲ ለቴክኖሎጂው የፈጠራ ባለቤትነት አመልክቶ በአሁኑ ጊዜ እየጠበቀው ነው። ጥናቱ የተደገፈው በዊል ደብሊው ሌስተር ፋውንዴሽን ነው። በተጨማሪም, ቤየር ክሮፕሳይንስ በዚህ ርዕስ ላይ ተጨማሪ ምርምርን ይደግፋል.
"ናይትሮጂን ማዳበሪያዎች በጣም በጣም ውድ ናቸው" ሲል Blumwald ተናግሯል. "እነዚያን ወጪዎች ሊያስወግድ የሚችል ማንኛውም ነገር አስፈላጊ ነው. በአንድ በኩል የገንዘብ ጥያቄ ነው፣ነገር ግን ናይትሮጅን በአካባቢ ላይ ጎጂ ተጽእኖ አለው” ብለዋል።
አብዛኛዎቹ የተተገበሩ ማዳበሪያዎች ጠፍተዋል, ወደ አፈር እና የከርሰ ምድር ውሃ ውስጥ ዘልቀው ይገባሉ. የብሉምዋልድ ግኝት የናይትሮጅን ብክለትን በመቀነስ አካባቢን ለመጠበቅ ይረዳል። "ይህ ከመጠን በላይ የናይትሮጅን ማዳበሪያ አጠቃቀምን የሚቀንስ ዘላቂ አማራጭ የግብርና አሰራርን ያቀርባል" ብለዋል.