Geneticky modifikovaná pšenice pomáhá kořenům vylučovat sloučeniny, které aktivují bakterie vázající dusík v půdě, což otevírá cestu ke snížení znečištění a nákladů na hnojiva pro zemědělce.
Novou odrůdu pšenice vytvořil tým profesora Eduarda Blumwalda s využitím technologie genové editace CRISPR. Tým zlepšil schopnost rostliny produkovat přírodní sloučeninu, která po vylučování kořeny do půdy pomáhá bakteriím přeměňovat uran ze vzduchu na formu dusíku, kterou rostliny mohou absorbovat – tento proces se nazývá fixace dusíku.
Blumwald říká, že tato technika je obzvláště užitečná v rozvojových regionech. „V Africe lidé nepoužívají hnojiva, protože nemají peníze a jejich pole jsou velmi malá, třeba šest nebo osm akrů,“ říká. „Představte si pěstování rostlin, které podporují bakterie v půdě, aby si samy vytvářely hnojivo.“
Tento objev navazuje na předchozí úspěch týmu s rýží a rozšiřuje se i na další obiloviny.
Pšenice je v současnosti druhou největší obilovinou na světě a podílí se na celosvětové spotřebě dusíkatých hnojiv přibližně 18 %. Podle Organizace OSN pro výživu a zemědělství se v roce 2020 svět vyprodukoval více než 800 milionů tun hnojiv. Plodiny však absorbují pouze 30–50 % aplikovaného hnojiva; zbytek se dostane do řek a moří, což způsobuje „mrtvé“ zóny bez kyslíku nebo tvorbu oxidu dusného – silného skleníkového plynu.
Na rozdíl od luštěnin, které mají kořenové uzlíky, které vytvářejí prostředí s nízkým obsahem kyslíku pro bakterie fixující dusík, pšenice a většina ostatních plodin tuto strukturu nemají, a proto jsou závislé na syntetických hnojivech.
„ Vědci se po celá desetiletí snažili vytvořit uzlíky v obilovinách nebo zavést bakterie vázající dusík do kořenů, ale bez úspěchu. My jsme zvolili jiný přístup,“ řekl Blumwald. „Myslíme si, že umístění bakterií nehraje roli, pokud se fixovaný dusík může dostat k rostlině k využití.“
Tým prozkoumal 2 800 přírodních rostlinných sloučenin a našel 20, které pomáhají bakteriím vytvářet biofilm – povlak, který pomáhá udržovat prostředí s nízkým obsahem kyslíku pro fungování enzymu nitrogenázy.
Po identifikaci zapojených genů tým použil CRISPR ke zvýšení produkce specifické flavonové sloučeniny zvané apigenin. Když pšenice produkuje přebytečný apigenin a vylučuje ho do půdy, bakterie vytvoří ochranný biofilm, který umožňuje nitrogenáze fixovat dusík do formy, kterou mohou rostliny využít.
Za velmi nízkých podmínek hnojení přinesla genově modifikovaná pšenice také vyšší výnosy než kontrolní odrůda.
Podle amerického ministerstva zemědělství utratili zemědělci v roce 2023 za hnojiva téměř 36 miliard dolarů. Blumwald uvedl, že USA mají asi 500 milionů akrů obilné půdy. „Představte si, že byste mohli snížit množství hnojiv na této ploše o 10 procent. Pokud to počítáte konzervativně, je to úspora více než 1 miliarda dolarů ročně.“
Výzkum byl publikován v časopise Plant Biotechnology Journal. Kalifornská univerzita podala patentovou přihlášku na tuto odrůdu pšenice.
VNA
Zdroj: https://tuoitre.vn/doc-la-lua-mi-chinh-sua-gene-co-kha-nang-tu-tao-phan-bon-20251125082458973.htm
Komentář (0)