Rinne an Dr. Eduardo Blumwald (ar dheis) agus Akhilesh Yadav, Ph.D., agus baill eile dá bhfoireann in Ollscoil California, Davis, modhnú ar rís chun baictéir ithreach a spreagadh chun níos mó nítrigine a tháirgeadh is féidir le plandaí a úsáid. [Trina Kleist/UC Davis]
Bhain taighdeoirí úsáid as CRISPR chun rís a innealtóireacht chun baictéir ithreach a spreagadh chun an nítrigin atá riachtanach dá bhfás a shocrú. D’fhéadfadh na torthaí an méid leasacháin nítrigine atá riachtanach chun barra a fhás a laghdú, rud a shábhálfadh billiúin dollar gach bliain do fheirmeoirí Mheiriceá agus a rachadh chun tairbhe don chomhshaol trí thruailliú nítrigine a laghdú.
“Is monarchana ceimiceacha dochreidte iad plandaí,” a dúirt an Dr. Eduardo Blumwald, ollamh clúiteach eolaíochtaí plandaí in Ollscoil California, Davis, a bhí i gceannas ar an staidéar. Bhain a fhoireann úsáid as CRISPR chun miondealú apigenin i ríse a fheabhsú. Fuair ​​siad amach gurb é apigenin agus comhdhúile eile is cúis le socrú nítrigine baictéarach.
Foilsíodh a gcuid oibre san iris Plant Biotechnology (“Genetic modification of rice flavonoid biosynthesis enhances biofilm formation and biological nitrogen fixation by soil nitrogen-fixing bacteria”).
Tá nítrigin riachtanach le haghaidh fás plandaí, ach ní féidir le plandaí nítrigin a thiontú go díreach ón aer go foirm is féidir leo a úsáid. Ina áit sin, bíonn plandaí ag brath ar nítrigin neamhorgánach, amhail amóinia, a tháirgeann baictéir san ithir, a ionsú. Tá táirgeadh talmhaíochta bunaithe ar úsáid leasachán ina bhfuil nítrigin chun táirgiúlacht plandaí a mhéadú.
“Más féidir le plandaí ceimiceáin a tháirgeadh a ligeann do bhaictéir ithreach nítrigin atmaisféarach a shocrú, is féidir linn plandaí a innealtóireacht chun níos mó de na ceimiceáin seo a tháirgeadh,” a dúirt sé. “Spreagann na ceimiceáin seo baictéir ithreach chun nítrigin a shocrú agus úsáideann plandaí an t-amóiniam a eascraíonn as sin, rud a laghdaíonn an gá atá le leasacháin cheimiceacha.”
Bhain foireann Broomwald úsáid as anailís cheimiceach agus géanómaíocht chun comhdhúile i bplandaí ríse – apigenin agus flavonoidí eile – a fheabhsaíonn gníomhaíocht shocraithe nítrigine na mbaictéar a aithint.
Ansin, shainaithin siad conairí chun na ceimiceáin a tháirgeadh agus bhain siad úsáid as teicneolaíocht eagarthóireachta géine CRISPR chun táirgeadh comhdhúile a spreagann foirmiú bithfhilm a mhéadú. Tá baictéir sna bithfhilmeanna seo a fheabhsaíonn claochlú nítrigine. Mar thoradh air sin, méadaíonn gníomhaíocht shocraithe nítrigine na mbaictéar agus méadaíonn an méid amóiniam atá ar fáil don phlanda.
“Léirigh plandaí ríse feabhsaithe toradh gráin méadaithe nuair a fhásadh iad faoi choinníollacha teoranta nítrigine san ithir,” a scríobh na taighdeoirí sa pháipéar. “Tacaíonn ár dtorthaí le hionramháil an chonair bhithshintéise flavonoid mar bhealach chun socrú nítrigine bitheolaíoch a spreagadh i ngráin agus cion nítrigine neamhorgánach a laghdú. Úsáid leasacháin. Straitéisí Fíor.”
Is féidir le plandaí eile an bealach seo a úsáid freisin. Tá iarratas déanta ag Ollscoil California ar phaitinn don teicneolaíocht agus tá sí ag fanacht leis faoi láthair. Mhaoinigh Fondúireacht Will W. Lester an taighde. Ina theannta sin, tacaíonn Bayer CropScience le tuilleadh taighde ar an ábhar seo.
“Tá leasacháin nítrigine an-daor,” a dúirt Blumwald. “Tá aon rud a fhéadann na costais sin a dhíchur tábhachtach. Ar thaobh amháin, is ceist airgid í, ach bíonn drochthionchar ag nítrigin ar an gcomhshaol freisin.”
Cailltear an chuid is mó de na leasacháin a chuirtear i bhfeidhm, ag sceitheadh ​​isteach san ithir agus san uisce talún. D’fhéadfadh fionnachtain Blumwald cabhrú leis an gcomhshaol a chosaint trí thruailliú nítrigine a laghdú. “D’fhéadfadh sé seo cleachtas feirmeoireachta inbhuanaithe malartach a sholáthar a laghdódh úsáid an bhreis leasacháin nítrigine,” a dúirt sé.