Dr Eduardo Blumwald (riets) an Akhilesh Yadav, Ph.D., an aner Membere vun hirem Team op der University of California, Davis, modifizéiert Rais fir Buedembakterien ze encouragéieren fir méi Stickstoff ze produzéieren déi Planzen benotze kënnen. [Trina Kleist/UC Davis]
Fuerscher hunn CRISPR benotzt fir Reis ze konstruéieren fir Buedembakterien ze encouragéieren fir de Stickstoff ze fixéieren dee fir hire Wuesstum gebraucht gëtt. D'Resultater kéinten d'Quantitéit u Stickstoffdünger reduzéieren, déi néideg ass fir Erntegung ze wuessen, amerikanesch Baueren all Joer Milliarden Dollar ze spueren an d'Ëmwelt ze profitéieren andeems d'Stickstoffverschmotzung reduzéiert gëtt.
"Pflanzen sinn onheemlech chemesch Fabriken", sot den Dr Eduardo Blumwald, ausgezeechente Professer fir Planzewëssenschaften op der University of California, Davis, deen d'Etude gefouert huet. Säin Team huet CRISPR benotzt fir den Ofbau vun Apigenin am Reis ze verbesseren. Si hu festgestallt datt Apigenin an aner Verbindungen bakteriell Stickstofffixatioun verursaachen.
Hir Aarbecht gouf an der Zäitschrëft Plant Biotechnology publizéiert ("Genetesch Modifikatioun vun der Räisflavonoid Biosynthese verbessert d'Biofilmbildung an d'biologesch Stickstofffixatioun duerch de Buedem Stickstoff-Fixéierend Bakterien").
Stickstoff ass essentiell fir de Wuesstum vun de Planzen, awer Planzen kënnen net direkt Stickstoff aus der Loft an eng Form konvertéieren déi se benotze kënnen. Amplaz vertrauen Planzen op d'Absorptioun vun anorganesche Stickstoff, wéi Ammoniak, produzéiert vu Bakterien am Buedem. Landwirtschaftlech Produktioun baséiert op der Notzung vu Stickstoffhaltege Dünger fir d'Produktivitéit vun der Planz ze erhéijen.
"Wa Planzen Chemikalien produzéiere kënnen, déi Buedembakterien erlaben atmosphäresch Stickstoff ze fixéieren, kënne mir Planzen konstruéieren fir méi vun dëse Chemikalien ze produzéieren," sot hien. "Dës Chemikalien encouragéieren Buedembakterien fir Stickstoff ze fixéieren an d'Planzen benotzen déi resultéierend Ammonium, an doduerch d'Bedierfnes fir chemesch Dünger ze reduzéieren."
D'Broomwald Team huet chemesch Analyse a Genomik benotzt fir Verbindungen a Reispflanzen z'identifizéieren - Apigenin an aner Flavonoiden - déi d'Bakterien hir Stickstoff-fixéierend Aktivitéit verbesseren.
Si hunn dunn Weeër identifizéiert fir d'Chemikalien ze produzéieren a CRISPR Gen-Editing Technologie benotzt fir d'Produktioun vu Verbindungen ze erhéijen déi d'Biofilmbildung stimuléieren. Dës Biofilme enthalen Bakterien déi d'Stickstofftransformatioun verbesseren. Als Resultat erhéicht d'Stickstoff-fixéierend Aktivitéit vu Bakterien an d'Quantitéit vum Ammonium, deen zur Planz verfügbar ass, erhéicht.
"Verbettert Reispflanzen hunn erhöhte Getreidung gewisen wann se ënner Buedem Stickstoff-limitéierte Bedéngungen ugebaut ginn", hunn d'Fuerscher am Pabeier geschriwwen. "Eis Resultater ënnerstëtzen d'Manipulatioun vum Flavonoid Biosynthese Wee als e Wee fir biologesch Stickstofffixatioun a Kären ze induzéieren an den anorganesche Stickstoffgehalt ze reduzéieren. Dünger benotzen. Real Strategien."
Aner Planzen kënnen och dëse Wee benotzen. D'Universitéit vu Kalifornien huet e Patent op d'Technologie ugewannt a waart de Moment op. D'Fuerschung gouf vun der Will W. Lester Foundation finanzéiert. Zousätzlech ënnerstëtzt Bayer CropScience weider Fuerschung iwwer dëst Thema.
"Stickstoffdünger si ganz, ganz deier", sot Blumwald. "Alles wat dës Käschten eliminéiere kann ass wichteg. Engersäits ass et eng Fro vu Suen, mee Stickstoff huet och schiedlech Auswierkungen op d'Ëmwelt."
Déi meescht vun den applizéierten Dünger gi verluer, seet an de Buedem a Grondwaasser. Dem Blumwald seng Entdeckung kéint hëllefen d'Ëmwelt ze schützen andeems d'Stickstoffverschmotzung reduzéiert gëtt. "Dëst kéint eng nohalteg alternativ Landwirtschaftspraxis ubidden, déi d'Benotzung vun iwwerschësseg Stickstoffdünger reduzéiert", sot hien.