Dh’atharraich an Dr. Eduardo Blumwald (deas) agus Akhilesh Yadav, Ph.D., agus buill eile den sgioba aca aig Oilthigh Chalifornia, Davis, rus gus bacteria na h-ùire a bhrosnachadh gus barrachd naitridean a thoirt gu buil as urrainn do lusan a chleachdadh. [Trina Kleist/UC Davis]
Chleachd luchd-rannsachaidh CRISPR gus rus a dhealbhadh gus bacteria san ùir a bhrosnachadh gus an naitridean a tha a dhìth airson am fàs a chàradh. Dh’ fhaodadh na co-dhùnaidhean an ìre de thodhar naitridean a tha a dhìth airson bàrr fhàs a lùghdachadh, a’ sàbhaladh billeanan dolar do thuathanaich Ameireaganach gach bliadhna agus a’ toirt buannachd don àrainneachd le bhith a’ lughdachadh truailleadh naitridean.
“’S e factaraidhean ceimigeach iongantach a th’ ann an lusan,” thuirt an Dr. Eduardo Blumwald, ollamh cliùiteach ann an saidheansan lusan aig Oilthigh Chalifornia, Davis, a stiùir an sgrùdadh. Chleachd an sgioba aige CRISPR gus briseadh sìos apigenin ann an rus a leasachadh. Fhuair iad a-mach gu bheil apigenin agus todhar eile ag adhbhrachadh ceangal naitridein bacteriach.
Chaidh an obair aca fhoillseachadh anns an iris Plant Biotechnology (“Genetic modification of rice flavonoid biosynthesis enhances biofilm formation and biological nitrogen fixation by soil nitrogen-fixing bacteria”).
Tha naitridean riatanach airson fàs lusan, ach chan urrainn do lusan naitridean a thionndadh bhon adhar gu dìreach gu cruth as urrainn dhaibh a chleachdadh. An àite sin, bidh lusan an urra ri bhith a’ gabhail a-steach naitridean neo-organach, leithid ammonia, air a thoirt gu buil le bacteria san ùir. Tha cinneasachadh àiteachais stèidhichte air cleachdadh todhar anns a bheil naitridean gus cinneasachd lusan a mheudachadh.
“Ma tha planntaichean comasach air ceimigean a dhèanamh a leigeas le bacteria na h-ùire naitridean san àile a cheangal, is urrainn dhuinn planntaichean a dhealbhadh gus barrachd de na ceimigean sin a dhèanamh," thuirt e. “Bidh na ceimigean sin a’ brosnachadh bacteria na h-ùire gus naitridean a cheangal agus bidh planntaichean 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 a chomharrachadh ann an lusan rìs – apigenin agus flavonoids eile – a bhios a’ neartachadh gnìomhachd socrachaidh naitridean nam bacteria.
An uairsin chomharraich iad slighean airson na ceimigean a dhèanamh agus chleachd iad teicneòlas deasachaidh gine CRISPR gus cinneasachadh choimeasgaidhean a bhrosnaicheas cruthachadh biofilm a mheudachadh. Tha bacteria anns na biofilms seo a bhios a’ neartachadh cruth-atharrachadh naitridein. Mar thoradh air an sin, bidh gnìomhachd socrachaidh naitridein bacteria ag àrdachadh agus bidh an ìre de ammonium a tha ri fhaighinn don phlannt ag àrdachadh.
“Sheall planntaichean rus leasaichte toradh gràin nas àirde nuair a chaidh an fhàs fo chumhachan cuibhrichte naitridean san ùir," sgrìobh an luchd-rannsachaidh sa phàipear. “Tha na toraidhean againn a’ toirt taic do làimhseachadh slighe bith-cho-chur flavonoid mar dhòigh air ceangal naitridean bith-eòlasach a bhrosnachadh ann an gràinean agus susbaint naitridean neo-organach a lughdachadh. Cleachdadh todhair. Fìor ro-innleachdan.”
Faodaidh lusan eile an t-slighe seo a chleachdadh cuideachd. Tha Oilthigh Chalifornia air tagradh a dhèanamh airson peutant air an teicneòlas agus tha iad an-dràsta ga fheitheamh. Chaidh am maoineachadh a thoirt don rannsachadh leis an Will W. Lester Foundation. A bharrachd air sin, tha Bayer CropScience a’ toirt taic do rannsachadh a bharrachd air a’ chuspair seo.
“Tha todhar naitridean glè, glè dhaor," thuirt Blumwald. “Tha rud sam bith a dh’ fhaodas na cosgaisean sin a thoirt air falbh cudromach. Air an aon làimh, ’s e ceist airgid a th’ ann, ach tha droch bhuaidh aig naitridean air an àrainneachd cuideachd.”
Tha a’ mhòr-chuid de na todhar a thèid a chur air chall, a’ dol a-steach don ùir agus don uisge talmhainn. Dh’fhaodadh lorg Blumwald cuideachadh le bhith a’ dìon na h-àrainneachd le bhith a’ lughdachadh truailleadh naitridein. “Dh’fhaodadh seo cleachdadh tuathanachais seasmhach eile a thoirt seachad a lughdaicheadh ​​cleachdadh cus todhar naitridein," thuirt e.