Dr. Eduardo Blumwald (rjochts) en Akhilesh Yadav, Ph.D., en oare leden fan harren team oan 'e Universiteit fan Kalifornje, Davis, hawwe rys oanpast om boaiembaktearjes oan te moedigjen om mear stikstof te produsearjen dy't planten brûke kinne. [Trina Kleist/UC Davis]
Undersykers brûkten CRISPR om rys te manipulearjen om boaiembaktearjes oan te moedigjen om de stikstof te fêstlizzen dy't nedich is foar har groei. De befiningen koenen de hoemannichte stikstofmeststof ferminderje dy't nedich is om gewaaksen te ferbouwen, wêrtroch Amerikaanske boeren miljarden dollars per jier besparje en it miljeu profitearje troch stikstoffersmoarging te ferminderjen.
"Planten binne ûnbidige gemyske fabriken," sei Dr. Eduardo Blumwald, foaroansteand heechlearaar plantwittenskippen oan 'e Universiteit fan Kalifornje, Davis, dy't de stúdzje liede. Syn team brûkte CRISPR om de ôfbraak fan apigenine yn rys te ferbetterjen. Se fûnen út dat apigenine en oare ferbiningen baktearjele stikstoffixaasje feroarsaakje.
Harren wurk waard publisearre yn it tydskrift Plant Biotechnology (“Genetyske modifikaasje fan rysflavonoïde biosynteze ferbetteret biofilmfoarming en biologyske stikstoffixaasje troch boaiemstikstoffixearjende baktearjes”).
Stikstof is essensjeel foar plantgroei, mar planten kinne stikstof út 'e loft net direkt omsette yn in foarm dy't se brûke kinne. Ynstee dêrfan binne planten ôfhinklik fan it opnimmen fan anorganyske stikstof, lykas ammoniak, produsearre troch baktearjes yn 'e boaiem. Lânbouproduksje is basearre op it brûken fan stikstofhâldende dongstoffen om de produktiviteit fan planten te ferheegjen.
"As planten gemikaliën produsearje kinne dy't boaiembaktearjes tastean om atmosfearyske stikstof te lossen, kinne wy ​​planten sa manipulearje dat se mear fan dizze gemikaliën produsearje," sei er. "Dizze gemikaliën stimulearje boaiembaktearjes om stikstof te lossen en planten brûke it resultearjende ammonium, wêrtroch't de needsaak foar gemyske dongstoffen ferminderet."
It team fan Broomwald brûkte gemyske analyze en genomika om ferbiningen yn rysplanten te identifisearjen - apigenine en oare flavonoïden - dy't de stikstoffixearjende aktiviteit fan 'e baktearjes ferbetterje.
Se identifisearren doe paden foar it produsearjen fan de gemikaliën en brûkten CRISPR-genbewurkingstechnology om de produksje fan ferbiningen te ferheegjen dy't biofilmfoarming stimulearje. Dizze biofilms befetsje baktearjes dy't stikstoftransformaasje ferbetterje. As gefolch nimt de stikstoffixearjende aktiviteit fan baktearjes ta en nimt de hoemannichte ammonium dy't beskikber is foar de plant ta.
"Ferbettere rysplanten lieten in ferhege nôtopbringst sjen doe't se groeid waarden ûnder boaiemomstannichheden mei beheinde stikstof," skreaunen de ûndersikers yn it artikel. "Us resultaten stypje manipulaasje fan it flavonoïde biosyntezepaad as in manier om biologyske stikstoffixaasje yn nôt te indusearjen en it anorganyske stikstofgehalte te ferminderjen. Gebrûk fan dongstoffen. Echte strategyen."
Oare planten kinne dizze rûte ek brûke. De Universiteit fan Kalifornje hat in patint oanfrege op 'e technology en wachtet der op it stuit op. It ûndersyk waard finansierd troch de Will W. Lester Foundation. Derneist stipet Bayer CropScience fierder ûndersyk nei dit ûnderwerp.
"Stikstofdongstoffen binne tige, tige djoer," sei Blumwald. "Alles dat dy kosten eliminearje kin is wichtich. Oan 'e iene kant is it in kwestje fan jild, mar stikstof hat ek skealike effekten op it miljeu."
It meastepart fan 'e tapaste dongstoffen giet ferlern, en sipelt yn 'e boaiem en it grûnwetter. De ûntdekking fan Blumwald koe helpe om it miljeu te beskermjen troch stikstoffersmoarging te ferminderjen. "Dit koe in duorsume alternatyf lânboupraktyk leverje dy't it gebrûk fan tefolle stikstofdongstoffen soe ferminderje," sei er.