CRISPR genetik düzenleme araçlarını kullanarak araştırmacılar, kendi doğal bileşiklerinden birini daha fazla miktarda üretmek için buğday bitkilerine sahipler. Keşif, gübrelerin kullanımında% 10’a varan tasarrufu temsil edebilir.
Bir bilim adamı ekibi, kendi gübrelerinin üretimini teşvik edebilen buğday bitkileri geliştirdi, daha az kirletici tarım Küresel düzeyde ve çiftçiler için daha düşük maliyetlerle hava ve su için.
Teknoloji, önderlik eden bir ekip tarafından geliştirildi Eduardo BlumwaldCalifornia Üniversitesi’ndeki araştırmacı bir madde Dergide yayınlandı Bitki Biyoteknoloji Dergisi.
CRISPR genetik düzenleme araçlarını kullanarak, araştırmacılar buğday bitkilerini daha fazla miktarda üretmek için aldılar kendi doğal bileşikleri.
Yere aşırı olduğunda, bileşik belirli bakterileri uyarır Mevcut azotu havaya bitkiler tarafından asimile edilebilir bir forma dönüştürmek için. Bu sürece denir azot fiksasyonu.
Gelişmekte olan ülkelerde, bu keşif bir Gıda güvenliğine önemli katkı.
“Afrika’da insanlar gübreler kullanmıyor çünkü paraları olmadığı ve tarımsal keşifler küçüktür, iki ila üç hektar’ı aşmaz ”diye açıkladı Blumwald iletişim Üniversiteden.
“Imagine-Plant toprak bakterilerini uyaran ürünler Doğal olarak ihtiyaç duydukları gübreyi üretmek için. Bu çok büyük bir fark! ”, Araştırmacıyı ekliyor.
Dünya çapında, Buğday ikinci tahıl kültürüdür gelir açısından ve en çok azot gübrelerini tüketen, % 18 toplam.
2020’de daha fazla 800 milyon ton gübreBirleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü (FAO) verilerine göre.
Fakat, Bitkiler sadece% 30 ila% 50 arasında emilir gübrelerin azotunun. Geri kalan su yolları için kurur, oksijensiz ölü bölgelere neden olur, Balık ve diğer su türlerini boğun.
Topraktaki fazla azotun bir parçası Ayrıca azot okside dönüştürülürsera etkisi olan güçlü bir gaz.
Çözüm: “Fixadora” nı koruyun
Azot sabitleme bakterileri azotazazot sabitlemekten sorumlu. Nitrojenaz sadece bu bakterilerde bulunur ve sadece düşük oksijen ortamlarında çalışır.
Gibi baklagiller fasulye veya bezelye köklerde yapılar var, nodüllerBu korumalı ve oksijen -kaplama ortamını bakterilere sunar.
Buğday ve diğer birçok bitki nodül oluşturmazbu yüzden çiftçiler azot gübrelerine başvuruyorlar.
“Onlarca yıldır, bilim adamları üretilen tahıllar geliştirmeye çalıştılar. Köklerde aktif nodüllerveya büyük bir başarı olmadan onları azot sabitleme bakterileri ile kolonileştirin. Farklı bir strateji seçtik“Açıkladı Blumwald.
“Sonuç olarak Bakterilerin yeri en önemli değilSabit azotun bitkiye ulaşması ve kullanabilmesi şartıyla. “
Ekip, doğal olarak bitkiler tarafından üretilen 2.800 bileşiği analiz etti ve 20 tanımlandı diğer fonksiyonlara ek olarak, bakterileri biyofilm oluşturmaya teşvik etti.
Estes Biyofilmler koruyucu bir katman yaratır bakterilerin etrafında, oksijeni azaltma ve nitrojenazın işlev görmesine izin verir. Bilim adamları bitkilerin bu bileşikleri nasıl sentezlediğini ve hangi genlerin dahil olduğunu belirlediler.
Daha sonra CRISPR’ye göre, bu bileşiklerden birini üretmek için buğday bitkilerini genetik olarak değiştirirler, bir flavonoid apigenin.
Apigenin seviyeleri olan buğday gerektiğinden daha yüksek Fazlalığı serbest bırakın köklerden yere. Yapılan testlerde, apigenin toprak bakterilerini koruyucu biyofilmler oluşturmak için uyararak azotun buğday bitkileri tarafından düzeltilmesine ve asimilasyona izin verdi.
Genetik olarak değiştirilmiş buğday bitkileri de bir kontrolden üstün üretkenlik çok düşük azotlu gübre ile yetiştirildiğinde.
Yalnızca ABD’de çiftçiler neredeyse 2023’ü geçirdi 30 milyar Euro Gübrelerde, ABD Tarım Bakanlığı’nın tahminlerine göre. Blumwald bunu neredeyse hesaplıyor 200 milyon hektarÜlkedeki tarım arazilerinin tahıllar tarafından işgal edilmektedir.
“Gübre miktarının% 10’unu tasarruf etmeyi hayal edin Bu topraklarda kullanıldı ”diye araştırmacıyı yansıtıyor.” Muhafazakar bir tahminde bile, bu bir Milyar Euro’yu aşan tasarruflar Her yıl, ”diye bitiriyor.
