Kaliforniya universitetining Devis shahridagi doktor Eduardo Blumvald (o'ngda) va falsafa doktori Axilesh Yadav hamda ularning jamoasining boshqa a'zolari tuproq bakteriyalarini o'simliklar foydalanishi mumkin bo'lgan ko'proq azot ishlab chiqarishga undash uchun guruchni modifikatsiya qilishdi. [Trina Kleist/UC Davis]
Tadqiqotchilar CRISPR dan foydalanib, tuproq bakteriyalarini guruch o'sishi uchun zarur bo'lgan azotni aniqlashga undashdi. Ushbu topilmalar ekinlarni yetishtirish uchun zarur bo'lgan azotli o'g'it miqdorini kamaytirishi, amerikalik fermerlarga har yili milliardlab dollar tejashi va azot ifloslanishini kamaytirish orqali atrof-muhitga foyda keltirishi mumkin.
“Oʻsimliklar ajoyib kimyoviy fabrikalardir”, dedi tadqiqotga rahbarlik qilgan Devisdagi Kaliforniya universitetining oʻsimlikshunoslik boʻyicha taniqli professori doktor Eduardo Blumvald. Uning jamoasi guruchdagi apigeninning parchalanishini kuchaytirish uchun CRISPRdan foydalangan. Ular apigenin va boshqa birikmalar bakteriyalar azot fiksatsiyasiga olib kelishini aniqladilar.
Ularning ishi Plant Biotechnology jurnalida chop etildi (“Guruch flavonoid biosintezining genetik modifikatsiyasi tuproq azotini fiksatsiya qiluvchi bakteriyalar tomonidan bioplyonka hosil bo'lishini va biologik azot fiksatsiyasini kuchaytiradi”).
Azot o'simliklarning o'sishi uchun juda muhim, ammo o'simliklar havodan azotni to'g'ridan-to'g'ri o'zlari foydalanishi mumkin bo'lgan shaklga aylantira olmaydi. Buning o'rniga, o'simliklar tuproqdagi bakteriyalar tomonidan ishlab chiqarilgan ammiak kabi noorganik azotni o'zlashtirishga tayanadi. Qishloq xo'jaligi ishlab chiqarishi o'simliklarning mahsuldorligini oshirish uchun azotli o'g'itlardan foydalanishga asoslangan.
“Agar oʻsimliklar tuproq bakteriyalarining atmosfera azotini tuzatishiga imkon beradigan kimyoviy moddalarni ishlab chiqara olsa, biz oʻsimliklarni ushbu kimyoviy moddalarni koʻproq ishlab chiqarishga undashimiz mumkin”, dedi u. “Bu kimyoviy moddalar tuproq bakteriyalarini azotni tuzatishga undaydi va oʻsimliklar hosil boʻlgan ammoniydan foydalanadi, shu bilan kimyoviy oʻgʻitlarga boʻlgan ehtiyojni kamaytiradi.”
Broomvald jamoasi guruch o'simliklaridagi bakteriyalarning azotni aniqlash faolligini kuchaytiradigan apigenin va boshqa flavonoidlarni aniqlash uchun kimyoviy tahlil va genomikadan foydalandi.
Keyin ular kimyoviy moddalarni ishlab chiqarish yo'llarini aniqladilar va bioplyonka hosil bo'lishini rag'batlantiruvchi birikmalar ishlab chiqarishni ko'paytirish uchun CRISPR gen-tahrirlash texnologiyasidan foydalandilar. Ushbu bioplyonkalarda azot transformatsiyasini kuchaytiradigan bakteriyalar mavjud. Natijada, bakteriyalarning azotni fiksatsiya qilish faolligi oshadi va o'simlik uchun mavjud bo'lgan ammoniy miqdori ortadi.
Tadqiqotchilar maqolada shunday deb yozishdi: “Yaxshilangan guruch oʻsimliklari tuproq azoti cheklangan sharoitlarda yetishtirilganda don hosildorligining oshganligini koʻrsatdi. Bizning natijalarimiz donlarda biologik azot fiksatsiyasini qoʻzgʻatish va noorganik azot miqdorini kamaytirish usuli sifatida flavonoid biosintez yoʻlini manipulyatsiya qilishni qoʻllab-quvvatlaydi. Oʻgʻitlardan foydalanish. Haqiqiy strategiyalar.”
Boshqa o'simliklar ham ushbu yo'nalishdan foydalanishlari mumkin. Kaliforniya universiteti texnologiya bo'yicha patent olish uchun ariza topshirdi va hozirda uni kutmoqda. Tadqiqot Will W. Lester jamg'armasi tomonidan moliyalashtirildi. Bundan tashqari, Bayer CropScience ushbu mavzu bo'yicha keyingi tadqiqotlarni qo'llab-quvvatlaydi.
“Azotli oʻgʻitlar juda, juda qimmat”, dedi Blumvald. “Bu xarajatlarni bartaraf etadigan har qanday narsa muhim. Bir tomondan, bu pul masalasi, ammo azot atrof-muhitga zararli taʼsir ham koʻrsatadi.”
Qo'llaniladigan o'g'itlarning aksariyati yo'qolib, tuproqqa va yer osti suvlariga singib ketadi. Blumvaldning kashfiyoti azot ifloslanishini kamaytirish orqali atrof-muhitni himoya qilishga yordam berishi mumkin. "Bu ortiqcha azotli o'g'itlardan foydalanishni kamaytiradigan barqaror muqobil dehqonchilik amaliyotini taqdim etishi mumkin", dedi u.