Доктор Эдуардо Блумвальд (оңдо) жана Дэвистеги Калифорния университетинин доктору Ахилеш Ядав жана алардын командасынын башка мүчөлөрү топурактын бактерияларын өсүмдүктөр колдоно ала турган азотту көбүрөөк өндүрүүгө үндөш үчүн күрүчтү өзгөртүштү. [Trina Kleist/UC Davis]
Окумуштуулар CRISPRды күрүчтү инженериялоо үчүн топурактагы бактерияларды алардын өсүшү үчүн зарыл болгон азотту түзүүгө дем берүү үчүн колдонушкан. Изилдөөлөр айыл чарба өсүмдүктөрүн өстүрүү үчүн зарыл болгон азот жер семирткичтеринин көлөмүн азайтып, америкалык фермерлерге жыл сайын миллиарддаган долларларды үнөмдөөгө жана азоттун булганышын азайтуу аркылуу айлана-чөйрөгө пайда алып келиши мүмкүн.
Изилдөөнү жетектеген Дэвис Калифорния университетинин өсүмдүк илимдеринин көрүнүктүү профессору доктор Эдуардо Блумвальд: «Өсүмдүктөр укмуштуудай химиялык заводдор», - деди. Анын командасы CRISPRды күрүчтө апигениндин ыдырашын күчөтүү үчүн колдонгон. Алар апигенин жана башка кошулмалар бактериялык азоттун фиксациясын пайда кылаарын аныкташкан.
Алардын иштери Plant Biotechnology журналында жарыяланган («Күрүчтүн флавоноид биосинтезинин генетикалык модификациясы биоплёнканын пайда болушун жана топурактын азотту бекитүүчү бактериялар менен биологиялык азоттун фиксациясын күчөтөт»).
Азот өсүмдүктөрдүн өсүшү үчүн абдан маанилүү, бирок өсүмдүктөр абадагы азотту түздөн-түз колдоно ала турган формага айландыра албайт. Анын ордуна, өсүмдүктөр топурактагы бактериялар өндүргөн аммиак сыяктуу органикалык эмес азотту сиңирүүгө таянышат. Айыл чарба өндүрүшү өсүмдүктөрдүн түшүмдүүлүгүн жогорулатуу үчүн курамында азот бар жер семирткичтерди колдонууга негизделген.
"Эгер өсүмдүктөр топурак бактериялары атмосфералык азотту түзүүгө мүмкүндүк берген химиялык заттарды чыгара алса, биз бул химиялык заттарды көбүрөөк өндүрүү үчүн өсүмдүктөрдү инженердик кыла алабыз" деди ал. "Бул химиялык заттар топурактын бактерияларын азотту түзүүгө үндөйт жана өсүмдүктөр пайда болгон аммонийди колдонушат, ошону менен химиялык жер семирткичтерге болгон муктаждыкты азайтат."
Брумвалддын командасы химиялык анализди жана геномиканы колдонуп, күрүч өсүмдүктөрүндөгү кошулмаларды – апигенин жана башка флавоноиддерди – бактериянын азотту бекитүүчү активдүүлүгүн күчөткөн.
Андан кийин алар химиялык заттарды өндүрүү жолдорун аныктап, биофильмдердин пайда болушун стимулдаштыруучу кошулмалардын өндүрүшүн көбөйтүү үчүн CRISPR генди оңдоо технологиясын колдонушту. Бул биофильмдерде азоттун трансформациясын күчөтүүчү бактериялар бар. Натыйжада бактериялардын азотту кармоо активдүүлүгү жогорулап, өсүмдүккө жетүүчү аммонийдин көлөмү көбөйөт.
"Жакшыртылган күрүч өсүмдүктөрү топурактын азоту чектелген шарттарда өстүрүлгөн дандын түшүмдүүлүгүн жогорулатты" деп жазган изилдөөчүлөр. «Биздин натыйжалар флавоноиддердин биосинтезинин жолунун манипуляциясын дандарда азоттун биологиялык фиксациясын индукциялоонун жана органикалык эмес азоттун курамын азайтуунун бир жолу катары колдойт. Жер семирткичтерди колдонуу. Чыныгы стратегиялар».
Башка өсүмдүктөр да бул жолду колдоно алышат. Калифорния университети технологияга патент алууга арыз берип, учурда аны күтүп жатат. Изилдөө Уил В.Лестер фонду тарабынан каржыланган. Мындан тышкары, Bayer CropScience бул тема боюнча мындан аркы изилдөөлөрдү колдойт.
"Азот жер семирткичтери абдан кымбат," Blumwald билдирди. «Бул чыгымдарды жок кыла турган бардык нерсе маанилүү. Бул бир жагынан акча маселеси, бирок азоттун экологияга да зыяны бар».
Чачылган жер семирткичтердин көбү кыртышка жана жер астындагы сууларга сиңип, жоголот. Блумвальддун ачылышы азоттун булганышын азайтып, айлана-чөйрөнү коргоого жардам берет. "Бул ашыкча азот жер семирткичтерин колдонууну азайта турган туруктуу альтернативалуу чарба жүргүзүү практикасын камсыз кыла алат" деди ал.