Калифорния Университетының Дэвис шәһәрендәге доктор Эдуардо Блумвальд (уңда) һәм фәлсәфә докторы Ахилеш Ядав, һәм аларның командасының башка әгъзалары, туфрак бактерияләрен үсемлекләр куллана алырлык күбрәк азот җитештерергә этәрү өчен, дөгене үзгәрттеләр. [Трина Клейст/UC Дэвис]
Тикшеренүчеләр CRISPR технологиясен кулланып, туфрак бактерияләрен дөгенең үсеше өчен кирәкле азотны фиксацияләргә этәргән. Бу ачышлар культуралар үстерү өчен кирәкле азот ашламалары күләмен киметергә, Америка фермерларына ел саен миллиардлаган доллар акча янга калдырырга һәм азот пычрануын киметү аша әйләнә-тирә мохиткә файда китерергә мөмкин.
"Үсемлекләр - гаҗәеп химик заводлар", - диде тикшеренүне җитәкләгән Калифорния Университетының Дэвис шәһәрендәге үсемлек фәннәре буенча танылган профессоры доктор Эдуардо Блумвальд. Аның командасы дөгедәге апигенинның таркалуын көчәйтү өчен CRISPR кулланды. Алар апигенин һәм башка кушылмалар бактерияләрнең азот фиксациясенә китерә икәнен ачыкладылар.
Аларның эше Plant Biotechnology журналында басылып чыкты (“Дөге флавоноид биосинтезының генетик модификациясе туфрак азотын фиксацияләүче бактерияләр тарафыннан биопленка формалашуын һәм биологик азот фиксациясен көчәйтә”).
Азот үсемлекләр үсеше өчен бик мөһим, ләкин үсемлекләр һавадан азотны турыдан-туры куллана алырлык формага әйләндерә алмыйлар. Киресенчә, үсемлекләр туфракта бактерияләр тарафыннан җитештерелгән аммиак кебек органик булмаган азотны үзләштерүгә таяна. Авыл хуҗалыгы продукциясе үсемлекләрнең уңдырышлылыгын арттыру өчен азотлы ашламалар куллануга нигезләнгән.
"Әгәр үсемлекләр туфрак бактерияләренә атмосфера азотын фиксацияләргә мөмкинлек бирә торган химик матдәләр җитештерә алса, без үсемлекләрне бу химик матдәләрне күбрәк җитештерү өчен инженерияли алабыз", - диде ул. "Бу химик матдәләр туфрак бактерияләрен азотны фиксацияләргә этәрә, ә үсемлекләр барлыкка килгән аммонийны куллана, шуның белән химик ашламаларга ихтыяҗны киметә."
Брумвальд командасы химик анализ һәм геномика ярдәмендә дөге үсемлекләрендә бактерияләрнең азот фиксацияләү активлыгын көчәйтә торган матдәләрне - апигенин һәм башка флавоноидларны ачыклады.
Аннары алар химик матдәләрне җитештерү юлларын билгеләделәр һәм биофильм барлыкка килүен стимуллаштыра торган кушылмалар җитештерүне арттыру өчен CRISPR ген-модификацияләү технологиясен кулландылар. Бу биофильмнарда азот трансформациясен көчәйтүче бактерияләр бар. Нәтиҗәдә, бактерияләрнең азотны фиксацияләү активлыгы арта һәм үсемлек өчен аммоний күләме арта.
"Туфрак азоты чикләнгән шартларда үстерелгәндә, яхшыртылган дөге үсемлекләре бөртекле культураларның уңышын арттырды", дип язган тикшеренүчеләр мәкаләдә. "Безнең нәтиҗәләр бөртекле культураларда биологик азот фиксациясен стимуллаштыру һәм органик булмаган азот күләмен киметү ысулы буларак флавоноид биосинтезы юлын манипуляцияләүне хуплый. Ашламалар куллану. Чын стратегияләр."
Башка үсемлекләр дә бу юлны куллана ала. Калифорния Университеты технологиягә патент алу өчен гариза биргән һәм хәзерге вакытта аны көтә. Тикшеренүләрне Уилл В. Лестер фонды финанслаган. Моннан тыш, Bayer CropScience бу тема буенча алга таба тикшеренүләрне хуплый.
«Азотлы ашламалар бик, бик кыйммәт», - диде Блумвальд. «Бу чыгымнарны бетерә алырлык теләсә нинди чара мөһим. Бер яктан, бу акча мәсьәләсе, ләкин азотның әйләнә-тирә мохиткә зыянлы йогынтысы да бар».
Кулланылган ашламаларның күбесе югала, туфракка һәм җир асты суларына сеңеп кала. Блумвальдның ачышы азот белән пычрануны киметү юлы белән әйләнә-тирә мохитне сакларга ярдәм итә ала. "Бу артык азот ашламаларын куллануны киметәчәк тотрыклы альтернатив игенчелек практикасын тәэмин итә ала", - диде ул.