Geni koji učvršćuju dušik mogu se koristiti za uzgoj više hrane s manje resursa

"Sve je veći interes za smanjenjem količine korištenog poljoprivrednog gnojiva jer je skupo, negativno utječe na okoliš i zahtijeva puno energije", rekao je koautor John Peters, direktor Instituta za biokemiju WSU. Širom svijeta postoje ogromne koristi od razvoja načina za povećanje doprinosa biološke fiksacije dušika u proizvodnji usjeva. "

herbest

Istraživanje tima moglo bi pomoći u razmjeni simbiotskih prednosti mahunarki, na koje se poljoprivrednici stoljećima oslanjaju kako bi prirodno obogatili tlo.


Mahunarke, poput slanutka i leće, zahtijevaju znatno manje gnojiva od ostalih usjeva, jer formiraju simbiotski odnos s bakterijama koje rastu u njihovom korijenskom tkivu. Te bakterije pretvaraju dušik u amonijak postupkom koji se naziva biološka fiksacija dušika.


Bakterije uzimaju dušik iz zraka i pretvaraju ga u amonijak koji biljke trebaju rasti. Biljke zauzvrat osiguravaju ugljik i druge hranjive tvari za mikrobe.


Kako bi radili zajedno, evolucije mahunarki i mikroba razvile su se za slanje signala koje svi mogu razumjeti. Kad bakterijama treba fiksni dušik, biljke šalju na njih kemijske signale. Bakterije proizvode sličan signal koji biljkama daje do znanja kada trebaju koristiti ugljik.


Da bi razvili sintetske metode za simbiozu između drugih bakterija i kultura, znanstvenici su radili na identificiranju genskih skupina u bakterijama koje fiksiraju dušik, a zatim te genske grupe dodaju drugim bakterijama.


"To je samo jedan korak, iako je to veliki korak na putu, da se osmisli kako promovirati biološku fiksaciju dušika kako bi dali veći i veći doprinos u proizvodnji usjeva", rekao je Peters. Peters i WSU suvoditelji projekta s Filipom Pooleom, kolegom sa Sveučilišta u Oxfordu u Velikoj Britaniji.


Smanjenje potražnje gnojiva moglo bi imati ogroman utjecaj na opskrbu hranom, potrošnju energije i poljoprivredne troškove diljem svijeta. Gnojivo je preskupo za mnoge poljoprivrednike širom svijeta. Bez njih, na nedostatku dušika u tlu ne bi se uzgajala mnogo nutritivno vrijedna hrana na mnogim područjima.


"Cilj je povećati proizvodnju hrane i pomoći hraniti svijet", rekao je Peters. Prelazak s proizvodnje hrane na upotrebu bez gnojiva na bazi dušika mogao bi biti ogroman razvoj. Dodavanje tih mikroba je poput izlijevanja kombuke u korijen. "


Petersin laboratorij specijaliziran je za proučavanje metaboličkih procesa bakterija, odnosno načina na koji stvaraju i koriste energiju. Njegov laboratorij daje nacrt uloge fiksacije dušika u različitim organizmima. Tada je njegov koautor, sintetički biolog s tehnološkog instituta u Massachusettsu, mogao stvoriti mehanizme potrebne za mikrobe i biljke.


"To je složen i opsežan izazov koji zahtijeva veliki tim s različitim područjima stručnosti", kaže Peters. Ali ako uspijemo, nagrade za naš planet mogu biti ogromne. "


© Baoji Herbest Bio-Tech co