ዶ/ር ኤድዋርዶ ብሉምዋልድ (በስተቀኝ) እና አኪሌሽ ያዳቭ፣ ፒኤችዲ እና ሌሎች የቡድናቸው አባላት በዴቪስ ኦፍ ካሊፎርኒያ ዩኒቨርሲቲ የሚገኙ የአፈር ባክቴሪያዎች ተክሎች ሊጠቀሙባቸው የሚችሉትን ተጨማሪ ናይትሮጅን እንዲያመነጩ ለማበረታታት ሩዝን አሻሽለዋል። [ትሪና ክሌስት/ዩሲ ዴቪስ]
ተመራማሪዎች የሩዝ ቴክኖሎጂን በመጠቀም የአፈር ባክቴሪያዎች ለእድገታቸው የሚያስፈልገውን ናይትሮጅን እንዲያስተካክሉ ለማበረታታት CRISPRን ተጠቅመዋል። ግኝቶቹ ሰብሎችን ለማምረት የሚያስፈልገውን የናይትሮጅን ማዳበሪያ መጠን ሊቀንሱ፣ የአሜሪካ ገበሬዎችን በየዓመቱ በቢሊዮን የሚቆጠር ዶላር ሊቆጥቡ እና የናይትሮጅን ብክለትን በመቀነስ ለአካባቢው ጥቅም ሊሰጡ ይችላሉ።
“እፅዋት አስደናቂ የኬሚካል ፋብሪካዎች ናቸው” ሲሉ ጥናቱን የመሩት በካሊፎርኒያ ዩኒቨርሲቲ የእፅዋት ሳይንስ ፕሮፌሰር የሆኑት ዶ/ር ኤድዋርዶ ብሉምዋልድ ተናግረዋል። ቡድኑ በሩዝ ውስጥ የአፒጀኒን መበላሸትን ለማሻሻል CRISPRን ተጠቅመዋል። አፒጀኒን እና ሌሎች ውህዶች የባክቴሪያ ናይትሮጅን መጠገንን እንደሚያስከትሉ ደርሰውበታል።
ሥራቸው በ Plant Biotechnology መጽሔት ላይ ታትሞ ወጥቷል (“የሩዝ ፍላቮኖይድ ባዮሲንተሲስ የባዮፊልም ምስረታ እና በአፈር ናይትሮጅን-ማስተካከያ ባክቴሪያዎች የባዮሎጂካል ናይትሮጅን መጠገንን ያሻሽላል”)።
ናይትሮጅን ለተክሎች እድገት አስፈላጊ ነው፣ ነገር ግን ተክሎች ከአየር ውስጥ ናይትሮጅንን በቀጥታ ወደ ሊጠቀሙበት ወደሚችሉት ቅርፅ መቀየር አይችሉም። በምትኩ፣ ተክሎች በአፈር ውስጥ ባክቴሪያዎች የሚያመነጩትን እንደ አሞኒያ ያሉ ኦርጋኒክ ያልሆኑ ናይትሮጅንን በመምጠጥ ላይ ይተማመናሉ። የግብርና ምርት የተመሰረተው የእፅዋትን ምርታማነት ለመጨመር ናይትሮጅን የያዙ ማዳበሪያዎችን በመጠቀም ነው።
“እፅዋት የአፈር ባክቴሪያዎች በከባቢ አየር ውስጥ ናይትሮጅንን እንዲያስተካክሉ የሚያስችሉ ኬሚካሎችን ማምረት ከቻሉ፣ እፅዋት እነዚህን ኬሚካሎች የበለጠ እንዲያመርቱ መንደፍ እንችላለን” ብለዋል። “እነዚህ ኬሚካሎች የአፈር ባክቴሪያዎች ናይትሮጅንን እንዲያስተካክሉ ያበረታታሉ፣ ተክሎችም አሞኒየምን ይጠቀማሉ፣ በዚህም የኬሚካል ማዳበሪያዎችን አስፈላጊነት ይቀንሳሉ።”
የብሩምዋልድ ቡድን በሩዝ ተክሎች ውስጥ የሚገኙትን ንጥረ ነገሮች - አፒጀኒን እና ሌሎች ፍሌቮኖይዶችን - የባክቴሪያውን ናይትሮጅን-ማስተካከያ እንቅስቃሴ የሚያሻሽሉ ውህዶችን ለመለየት የኬሚካል ትንተና እና ጂኖሚክስን ተጠቅሟል።
ከዚያም ኬሚካሎችን ለማምረት መንገዶችን ለይተው ለይተው የባዮፊልም መፈጠርን የሚያነቃቁ ውህዶችን ምርት ለመጨመር የCRISPR የጂን አርትዖት ቴክኖሎጂን ተጠቅመዋል። እነዚህ ባዮፊልሞች የናይትሮጅን ለውጥን የሚያሻሽሉ ባክቴሪያዎችን ይይዛሉ። በዚህም ምክንያት የባክቴሪያ ናይትሮጅን-ማስተካከያ እንቅስቃሴ ይጨምራል እና ለእጽዋቱ የሚገኘው የአሞኒየም መጠን ይጨምራል።
ተመራማሪዎቹ በጋዜጣው ላይ “የተሻሻሉ የሩዝ ተክሎች በአፈር ውስጥ ናይትሮጅን-ውሱን በሆኑ ሁኔታዎች ውስጥ ሲበቅሉ የእህል ምርት መጨመር አሳይተዋል” ሲሉ ጽፈዋል። “የእኛ ውጤቶች በእህል ውስጥ ባዮሎጂካል ናይትሮጅንን ለማነሳሳት እና ኦርጋኒክ ያልሆነ የናይትሮጅን ይዘትን ለመቀነስ እንደ መንገድ የፍላቮኖይድ ባዮሲንተሲስ መንገድን መጠቀማቸውን ይደግፋሉ። የማዳበሪያ አጠቃቀም። እውነተኛ ስልቶች።”
ሌሎች ተክሎችም ይህንን መንገድ መጠቀም ይችላሉ። የካሊፎርኒያ ዩኒቨርሲቲ በቴክኖሎጂው ላይ የፈጠራ ባለቤትነት ማረጋገጫ አመልክቶ በአሁኑ ጊዜ እየጠበቀው ነው። ጥናቱ የተደገፈው በዊል ደብሊው ሌስተር ፋውንዴሽን ነው። በተጨማሪም፣ ባየር ክሮፕሳይንስ በዚህ ርዕስ ላይ ተጨማሪ ምርምርን ይደግፋል።
“የናይትሮጅን ማዳበሪያዎች በጣም ውድ ናቸው” ሲል ብሉምዋልድ ተናግሯል። “እነዚህን ወጪዎች የሚያስወግድ ማንኛውም ነገር አስፈላጊ ነው። በአንድ በኩል፣ የገንዘብ ጉዳይ ነው፣ ነገር ግን ናይትሮጅን በአካባቢ ላይ ጎጂ ተጽዕኖዎችም አሉት።”
አብዛኛዎቹ የተተገበሩ ማዳበሪያዎች ጠፍተዋል፣ ወደ አፈርና ወደ ውሃ ውስጥ ዘልቀው ይገባሉ። የብሉምዋልድ ግኝት የናይትሮጅን ብክለትን በመቀነስ አካባቢን ለመጠበቅ ይረዳል። “ይህም ከመጠን በላይ የናይትሮጅን ማዳበሪያ አጠቃቀምን የሚቀንስ ዘላቂ አማራጭ የግብርና ልምምድ ሊያቀርብ ይችላል” ብለዋል።