توسعه یک باکتری خاص برای بی نیاز کردن گیاهان از کود

عاشق وب: محققان باکتری هایی را برای جذب نیتروژن از هوا با هدف نهایی توسعه گیاهانی که بتوانند همین کار را انجام دهند، مهندسی کرده اند.

به گزارش عاشق وب به نقل از ایسنا و به نقل از گیزمگ، نیتروژن یک ماده مغذی حیاتی برای گیاهان است و با اینکه مقدار زیادی از آن در هوا موجود است، اما گیاهان فقط می توانند آن را از زمین دریافت نمایند. از این رو نیاز به کود مصنوعی دارند.

اما اکنون محققان دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس، باکتری هایی را مهندسی کرده اند که می توانند نیتروژن را از هوا بگیرند و هدف دراز مدت آنان، توسعه محصولاتی است که بتوانند همین کار را به صورت عادی و مداوم انجام دهند.

حدود ۷۸ درصد از جو زمین از نیتروژن تشکیل شده است، اما خانواده بنشن جات و حبوبات یا همان دانه های خوراکی، یکی از معدود گیاهانی هستند که می توانند به منابع غنی نیتروژن دسترسی داشته باشند. اکثریت آنان به جذب مواد مغذی با استفاده از ریشه ها متکی هستند، اما خاک اغلب می تواند فاقد نیتروژن باشد که نیاز به افزودن کود در محصولات زراعی دارد.

تولید گیاهان توسعه یافته که عموما بتوانند با استفاده از جذب نیتروژن از هوا، خویش را بارور کنند، می تواند مزیت بزرگی برای کشاورزی و محیط زیست باشد.

در یک مطالعه اخیر، محققان گیاه سویایی را پرورش داده اند تا پروتئین های حاوی نیتروژن بیشتری داشته باشند.

یکی دیگر از تکنیک ها، تزریق باکتری های تثبیت نیتروژن به دانه ها است که می تواند حدودا به هر گیاهی اعمال شود.

محققان تصمیم به جداسازی ژن های تثبیت نیتروژن در سیانوباکتری ها گرفتند. به صورت خاص، آنها بر روی یک گونه شناخته شده بعنوان Cyanothece متمرکز شدند، که از یک ریتم روزانه برای فتوسنتز در طول روز استفاده می نماید و در شب نیتروژن را جذب و تثبیت می کند.

این تیم مشخص کرد که کدام ژن ها مسئول این ساعت بیولوژیکی هستند و آنها را به یک گونه دیگر از سیانوباکتری ها پیوند زد تا ببینند آیا می توانند توانایی تنظیم نیتروژن را پیدا کنند یا خیر.

پس از حذف اکسیژن، که طی فتوسنتز تولید می گردد و سبب تداخل با تثبیت نیتروژن و اضافه شدن ۳۵ ژن جدید می شود، باکتری مهندسی شده قادر به اصلاح نیتروژن با سرعت حدود ۲ درصد بیشتر است.

این عدد چندان بزرگ نیست، اما یک شروع است.

هیمادری پاکراسی، پژوهشگر ارشد این مطالعه می گوید: این بدان مفهوم است که برنامه مهندسی کارآمد است. باید اعتراف کنم که این دستاورد، فراتر از انتظار من بود.

این تحقیق یک قدم به سمت هدف نهایی تیم، برای یافتن راهی برای مهندسی ژنتیک گیاهانی است که قادر به تثبیت نیتروژن هستند.

انجام این کار می تواند بازدهی محصولات را افزایش داده و نیاز به کود را کم کند که در نهایت می تواند از نظر زیست محیطی، آلودگی آب ها و هزینه تولید را کم کند.

این تحقیق در مجله mBio انتشار یافته است.