Den Dr. Eduardo Blumwald (riets) an den Akhilesh Yadav, Ph.D., an aner Memberen vun hirem Team vun der University of California, Davis, hunn de Räis modifizéiert, fir Buedembakterien ze encouragéieren, méi Stickstoff ze produzéieren, deen d'Planze benotze kënnen. [Trina Kleist/UC Davis]
Fuerscher hunn CRISPR benotzt fir Räis ze manipuléieren, fir Buedembakterien ze encouragéieren, de Stickstoff ze fixéieren, deen fir hiert Wuesstum gebraucht gëtt. D'Resultater kéinten d'Quantitéit u Stickstoffdünger reduzéieren, déi fir d'Ubaue vu Kulturen gebraucht gëtt, wat den amerikanesche Baueren all Joer Milliarden Dollar spuert an der Ëmwelt Virdeeler bréngt, andeems d'Stickstoffverschmotzung reduzéiert gëtt.
„Planze si wonnerbar chemesch Fabriken“, sot den Dr. Eduardo Blumwald, e renomméierte Professer fir Planzewëssenschaften op der University of California, Davis, deen d'Studie geleet huet. Säin Team huet CRISPR benotzt fir den Ofbau vun Apigenin am Räis ze verbesseren. Si hunn erausfonnt, datt Apigenin an aner Verbindungen bakteriell Stickstofffixéierung verursaachen.
Hir Aarbecht gouf an der Zäitschrëft Plant Biotechnology publizéiert („Genetic modification of rice flavonoid biosynthesis enhances biofilm formation and biological nitrogen fixation by soil nitrogen-fixing bacteria“).
Stéckstoff ass essentiell fir de Wuesstum vu Planzen, awer Planzen kënnen de Stéckstoff net direkt aus der Loft an eng Form ëmwandelen, déi se benotze kënnen. Amplaz sinn d'Planzen ofhängeg vun der Absorptioun vun anorganeschem Stéckstoff, wéi Ammoniak, deen duerch Bakterien am Buedem produzéiert gëtt. D'landwirtschaftlech Produktioun baséiert op der Notzung vu Stéckstoffhaltegen Dünger fir d'Produktivitéit vun de Planzen ze erhéijen.
„Wann d'Planze Chemikalien produzéiere kënnen, déi et Buedembakterien erlaben, atmosphäresche Stickstoff ze fixéieren, kënne mir d'Planzen sou manipuléieren, datt se méi vun dëse Chemikalien produzéieren“, sot hien. „Dës Chemikalien encouragéieren Buedembakterien, Stickstoff ze fixéieren, an d'Planze benotzen den resultéierenden Ammonium, wouduerch de Besoin fir chemesch Dünger reduzéiert gëtt.“
D'Team vum Broomwald huet chemesch Analysen a Genomik benotzt fir Verbindungen a Räisplanzen z'identifizéieren – Apigenin an aner Flavonoiden – déi d'Stickstofffixéierungsaktivitéit vun de Bakterien verbesseren.
Si hunn duerno Weeër fir d'Produktioun vun de Chemikalien identifizéiert an d'CRISPR-Genbearbeitungstechnologie benotzt fir d'Produktioun vu Verbindungen ze erhéijen, déi d'Biofilmbildung stimuléieren. Dës Biofilmer enthalen Bakterien, déi d'Stickstofftransformatioun verbesseren. Dofir klëmmt d'Stickstoffbindungsaktivitéit vu Bakterien an d'Quantitéit un Ammonium, déi der Planz verfügbar ass, klëmmt.
„Verbessert Räisplanzen hunn e méi héije Kärertrag gewisen, wa se ënner stickstoffbegrenzte Buedembedingungen ugebaut goufen“, schreiwen d'Fuerscher an der Publikatioun. „Eis Resultater ënnerstëtzen d'Manipulatioun vum Flavonoid-Biosynthesewee als e Wee fir d'biologesch Stickstofffixéierung a Kären ze induzéieren an den anorganesche Stickstoffgehalt ze reduzéieren. Düngerverbrauch. Richteg Strategien.“
Aner Planzen kënnen dëse Wee och benotzen. D'Universitéit vu Kalifornien huet e Patent fir d'Technologie ugefrot a waart de Moment drop. D'Fuerschung gouf vun der Will W. Lester Foundation finanzéiert. Zousätzlech ënnerstëtzt Bayer CropScience weider Fuerschung zu dësem Thema.
„Stickstoffdünger si ganz, ganz deier“, sot de Blumwald. „Alles, wat dës Käschte eliminéiere kann, ass wichteg. Op der enger Säit ass et eng Fro vu Suen, awer Stickstoff huet och schiedlech Auswierkungen op d'Ëmwelt.“
Déi meescht vun den ugewandten Dünger ginn verluer a sickeren an de Buedem an d'Grondwaasser. D'Entdeckung vum Blumwald kéint hëllefen, d'Ëmwelt ze schützen, andeems d'Stickstoffverschmotzung reduzéiert gëtt. „Dëst kéint eng nohalteg alternativ landwirtschaftlech Praxis ubidden, déi de Gebrauch vun iwwerschëssegem Stickstoffdünger reduzéiere géif“, sot hien.