Dh'atharraich an Dotair Eduardo Blumwald (deas) agus Akhilesh Yadav, Ph.D., agus buill eile den sgioba aca aig Oilthigh California, Davis, rus gus bacteria talmhainn a bhrosnachadh gus barrachd nitrigin a dhèanamh a dh'fhaodas lusan a chleachdadh. [Trina Kleist/UC Davis]
Chleachd luchd-rannsachaidh CRISPR gus rus innleachadh gus bacteria talmhainn a bhrosnachadh gus na nitrigin a tha a dhìth airson am fàs a chàradh. Dh'fhaodadh na co-dhùnaidhean lùghdachadh a dhèanamh air na tha de thodhar nitrigin a dhìth airson bàrr fhàs, a' sàbhaladh billeanan dolar do thuathanaich Ameireaganach gach bliadhna agus a' toirt buannachd don àrainneachd le bhith a' lùghdachadh truailleadh naitridean.
“Tha planntrais nam factaraidhean ceimigeach iongantach,” thuirt an Dr Eduardo Blumwald, àrd-ollamh cliùiteach ann an saidheansan planntrais aig Oilthigh California, Davis, a stiùir an sgrùdadh. Chleachd an sgioba aige CRISPR gus briseadh sìos apigenin ann an rus a neartachadh. Lorg iad gu bheil apigenin agus todhar eile ag adhbhrachadh socrachadh nitrigin bacterial.
Chaidh an obair aca fhoillseachadh anns an iris Plant Biotechnology ("Atharrachadh ginteil air biosynthesis flavonoid rus a’ neartachadh cruthachadh biofilm agus suidheachadh nitrigin bith-eòlasach le bacteria a bhios a’ suidheachadh naitridean san ùir").
Tha nitrogen riatanach airson fàs planntrais, ach chan urrainn dha planntaichean nitrigin a thionndadh gu dìreach bhon adhar gu cruth as urrainn dhaibh a chleachdadh. An àite sin, tha planntrais an urra ri bhith a’ gabhail a-steach nitrigin neo-organach, leithid ammonia, air a thoirt gu buil le bacteria san ùir. Tha cinneasachadh àiteachais stèidhichte air cleachdadh todhar anns a bheil nitrogen gus cinneasachd planntrais àrdachadh.
“Mas urrainn dha planntaichean ceimigean a dhèanamh a leigeas le bacteria talmhainn nitrogen àile a chàradh, is urrainn dhuinn planntaichean innleachadh gus barrachd de na ceimigean sin a thoirt gu buil,” thuirt e. “Bidh na ceimigean sin a’ brosnachadh bacteria san ùir gus nitrogen a chàradh agus bidh planntrais a’ cleachdadh an ammonium a thig às, agus mar sin a’ lughdachadh an fheum air todhar ceimigeach.”
Chleachd sgioba Broomwald mion-sgrùdadh ceimigeach agus genomics gus todhar ann an lusan rus a chomharrachadh - apigenin agus flavonoids eile - a chuireas ri gnìomhachd suidheachadh naitrigean bacteria.
Chomharraich iad an uairsin slighean airson na ceimigean a thoirt gu buil agus chleachd iad teicneòlas deasachaidh gine CRISPR gus cinneasachadh todhar a bhrosnachadh a bhrosnaicheas cruthachadh biofilm. Anns na biofilms sin tha bacteria a leasaicheas cruth-atharrachadh nitrigin. Mar thoradh air an sin, tha gnìomhachd suidheachadh nitrogen bacteria ag àrdachadh agus tha an ìre de ammonium a tha ri fhaighinn don lus ag àrdachadh.
“Sheall planntaichean rus leasaichte barrachd toradh gràin nuair a chaidh fhàs fo chumhachan cuibhrichte le nitrogen,” sgrìobh an luchd-rannsachaidh sa phàipear. “Tha na toraidhean againn a’ toirt taic do bhith a’ làimhseachadh slighe biosynthesis flavonoid mar dhòigh air socrachadh nitrigin bith-eòlasach a bhrosnachadh ann an gràinean agus lughdachadh susbaint nitrigin neo-organach. Cleachdadh todhar. Ro-innleachdan Fìor. ”
Faodaidh lusan eile an t-slighe seo a chleachdadh cuideachd. Tha Oilthigh California air tagradh a dhèanamh airson peutant air an teicneòlas agus tha iad a’ feitheamh ris an-dràsta. Chaidh an rannsachadh a mhaoineachadh le Stèidheachd Will W. Lester. A bharrachd air an sin, tha Bayer CropScience a’ toirt taic do bharrachd rannsachaidh air a’ chuspair seo.
“Tha todhar nitrogen gu math daor," thuirt Blumwald. “Tha rud sam bith a chuireas às do na cosgaisean sin cudromach. Air an aon làimh, is e ceist airgid a th’ ann, ach tha droch bhuaidh aig naitridean air an àrainneachd cuideachd.”
Tha a 'mhòr-chuid de na todhar a chaidh a chleachdadh air chall, a' dol a-steach don ùir agus uisge talmhainn. Dh'fhaodadh lorg Blumwald cuideachadh le bhith a 'dìon na h-àrainneachd le bhith a' lùghdachadh truailleadh naitridean. “Dh’ fhaodadh seo cleachdadh tuathanachais seasmhach eile a thoirt seachad a lughdaicheadh ​​​​cleachdadh cus todhar nitrigin,” thuirt e.