Doktor Eduardo Blumvald (o'ngda) va Ph.D Axilesh Yadav va Devisdagi Kaliforniya universitetidagi jamoasining boshqa a'zolari tuproq bakteriyalarini o'simliklar foydalanishi mumkin bo'lgan ko'proq azot ishlab chiqarishga undash uchun guruchni o'zgartirdilar. [Trina Kleist/UC Davis]
Tadqiqotchilar tuproq bakteriyalarini ularning o'sishi uchun zarur bo'lgan azotni mustahkamlashga undash uchun guruchni yaratish uchun CRISPRdan foydalanganlar. Topilmalar ekinlarni etishtirish uchun zarur bo'lgan azotli o'g'itlar miqdorini kamaytirishi, amerikalik fermerlarning har yili milliardlab dollarlarni tejashi va azot bilan ifloslanishini kamaytirish orqali atrof-muhitga foyda keltirishi mumkin.
"O'simliklar aql bovar qilmaydigan kimyoviy zavodlardir", dedi tadqiqotga rahbarlik qilgan Kaliforniya universitetining o'simliklar fanlari bo'yicha taniqli professori doktor Eduardo Blumvald. Uning jamoasi guruchdagi apigeninning parchalanishini kuchaytirish uchun CRISPR dan foydalangan. Ular apigenin va boshqa birikmalar bakterial azot fiksatsiyasiga olib kelishini aniqladilar.
Ularning ishlari "Plant Biotechnology" jurnalida chop etilgan ("Guruch flavonoid biosintezining genetik modifikatsiyasi biofilm hosil bo'lishini va tuproq azotini biriktiruvchi bakteriyalar tomonidan biologik azot fiksatsiyasini kuchaytiradi").
Azot o'simliklarning o'sishi uchun zarurdir, lekin o'simliklar havodagi azotni to'g'ridan-to'g'ri ishlatishi mumkin bo'lgan shaklga aylantira olmaydi. Buning o'rniga, o'simliklar tuproqdagi bakteriyalar tomonidan ishlab chiqarilgan ammiak kabi noorganik azotni o'zlashtirishga tayanadi. Qishloq xoʻjaligi ishlab chiqarishi oʻsimliklar unumdorligini oshirish uchun azotli oʻgʻitlardan foydalanishga asoslangan.
"Agar o'simliklar tuproq bakteriyalarini atmosfera azotini tuzatishga imkon beradigan kimyoviy moddalarni ishlab chiqara olsa, biz o'simliklarni ushbu kimyoviy moddalardan ko'proq ishlab chiqarish uchun muhandislik qilishimiz mumkin", dedi u. "Ushbu kimyoviy moddalar tuproq bakteriyalarini azotni tuzatishga undaydi va o'simliklar hosil bo'lgan ammoniydan foydalanadi va shu bilan kimyoviy o'g'itlarga bo'lgan ehtiyojni kamaytiradi."
Broomvald jamoasi guruch o'simliklaridagi birikmalar - apigenin va boshqa flavonoidlarni aniqlash uchun kimyoviy tahlil va genomikadan foydalangan, bu bakteriyalarning azotni biriktiruvchi faolligini kuchaytirgan.
Keyin ular kimyoviy moddalarni ishlab chiqarish yo'llarini aniqladilar va biofilm hosil bo'lishini rag'batlantiradigan birikmalar ishlab chiqarishni ko'paytirish uchun CRISPR gen-tahrirlash texnologiyasidan foydalanishdi. Ushbu biofilmlarda azotning o'zgarishini kuchaytiruvchi bakteriyalar mavjud. Natijada, bakteriyalarning azot biriktiruvchi faolligi oshadi va o'simlik uchun mavjud bo'lgan ammoniy miqdori ortadi.
"Yaxshilangan guruch o'simliklari tuproq azoti cheklangan sharoitda yetishtirilganda g'alla hosildorligi oshishini ko'rsatdi", deb yozadi tadqiqotchilar maqolada. "Bizning natijalarimiz flavonoid biosintezi yo'lini donlarda biologik azot fiksatsiyasini qo'zg'atish va noorganik azot miqdorini kamaytirish usuli sifatida manipulyatsiya qilishni qo'llab-quvvatlaydi. O'g'itlardan foydalanish. Haqiqiy strategiyalar."
Boshqa o'simliklar ham bu yo'ldan foydalanishi mumkin. Kaliforniya universiteti texnologiyaga patent olish uchun ariza topshirdi va hozirda uni kutmoqda. Tadqiqot Will V. Lester fondi tomonidan moliyalashtirildi. Bundan tashqari, Bayer CropScience ushbu mavzu bo'yicha keyingi tadqiqotlarni qo'llab-quvvatlaydi.
"Azotli o'g'itlar juda qimmat", dedi Blumvald. “Ushbu xarajatlarni bartaraf eta oladigan har qanday narsa muhim. Bir tomondan gap pulda, lekin azotning ham atrof-muhitga zararli ta’siri bor”.
Qo'llaniladigan o'g'itlarning ko'p qismi yo'qoladi, tuproqqa va er osti suvlariga singib ketadi. Blumvaldning kashfiyoti azot bilan ifloslanishini kamaytirish orqali atrof-muhitni muhofaza qilishga yordam berishi mumkin. "Bu ortiqcha azotli o'g'itlardan foydalanishni kamaytiradigan barqaror muqobil dehqonchilik amaliyotini ta'minlashi mumkin", dedi u.