Dr Eduardo Blumwald (rjochts) en Akhilesh Yadav, Ph.D., en oare leden fan har team oan 'e Universiteit fan Kalifornje, Davis, feroare rys om boaiembaktearjes oan te moedigjen om mear stikstof te produsearjen dy't planten brûke kinne. [Trina Kleist/UC Davis]
Undersikers brûkten CRISPR om rys te meitsjen om boaiembaktearjes te stimulearjen om de stikstof te reparearjen dy't nedich is foar har groei. De befinings kinne de hoemannichte stikstofdongstof ferminderje dy't nedich is om gewaaksen te groeien, Amerikaanske boeren elk jier miljarden dollars besparje en it miljeu profitearje troch stikstoffersmoarging te ferminderjen.
"Planten binne ongelooflijke gemyske fabriken," sei Dr. Eduardo Blumwald, ûnderskate heechlearaar plantwittenskippen oan 'e Universiteit fan Kalifornje, Davis, dy't de stúdzje liede. Syn team brûkte CRISPR om de ôfbraak fan apigenin yn rys te ferbetterjen. Se fûnen dat apigenin en oare ferbiningen baktearjende stikstoffixaasje feroarsaakje.
Harren wurk waard publisearre yn it tydskrift Plant Biotechnology ("Genetyske modifikaasje fan rysflavonoïde biosynthese fersterket biofilmfoarming en biologyske stikstoffixaasje troch boaiemstikstof-fixearjende baktearjes").
Stikstof is essensjeel foar plantgroei, mar planten kinne net direkt stikstof út 'e loft omsette yn in foarm dy't se brûke kinne. Ynstee dêrfan fertrouwe planten op it absorbearjen fan anorganyske stikstof, lykas ammoniak, produsearre troch baktearjes yn 'e boaiem. Lânbouproduksje is basearre op it brûken fan stikstofbefettende dongstoffen om de produktiviteit fan planten te ferheegjen.
"As planten gemikaliën kinne produsearje dy't boaiembaktearjes tastean om atmosfearyske stikstof te fixearjen, kinne wy ​​planten yngenieurje om mear fan dizze gemikaliën te produsearjen," sei er. "Dizze gemikaliën stimulearje boaiembaktearjes om stikstof te fixearjen en planten brûke it resultearjende ammonium, wêrtroch't de needsaak foar gemyske dongstoffen ferminderje."
It team fan Broomwald brûkte gemyske analyze en genomika om ferbiningen yn rysplanten te identifisearjen - apigenin en oare flavonoïden - dy't de stikstoffixearjende aktiviteit fan 'e baktearje ferbetterje.
Se identifisearre doe paden foar it produsearjen fan de gemikaliën en brûkten CRISPR-gene-bewurkingstechnology om de produksje fan ferbiningen te ferheegjen dy't de formaasje fan biofilm stimulearje. Dizze biofilms befetsje baktearjes dy't stikstoftransformaasje ferbetterje. As gefolch, de stikstof-fixing aktiviteit fan baktearjes nimt ta en de hoemannichte ammonium beskikber foar de plant nimt ta.
"Ferbettere rysplanten lieten tanommen nôt-opbringst sjen as se groeide ûnder boaiemstikstofbeheinde omstannichheden," skreau de ûndersikers yn it papier. "Us resultaten stypje manipulaasje fan it paad fan flavonoïde biosynteze as in manier om biologyske stikstoffixaasje yn kerrels te stimulearjen en anorganyske stikstofynhâld te ferminderjen. Fertilizer gebrûk. Echte strategyen. ”
Ek oare planten kinne dizze rûte brûke. De Universiteit fan Kalifornje hat in oktroai oanfrege op 'e technology en wachtet der op. It ûndersyk waard finansierd troch de Will W. Lester Foundation. Derneist stipet Bayer CropScience fierder ûndersyk oer dit ûnderwerp.
"Stikstofdong binne heul, heul djoer," sei Blumwald. “Alles dat dy kosten eliminearje kin is wichtich. Oan de iene kant is it in kwestje fan jild, mar stikstof hat ek skealike gefolgen foar it miljeu.”
De measte oanbrochte dongstoffen geane ferlern, sipelt yn 'e boaiem en grûnwetter. De ûntdekking fan Blumwald kin it miljeu beskermje troch stikstoffersmoarging te ferminderjen. "Dit kin in duorsume alternatyf lânboupraktyk leverje dy't it gebrûk fan oerstallige stikstofdongstoffen soe ferminderje," sei er.