Το γενετικά τροποποιημένο σιτάρι βοηθά τις ρίζες να εκκρίνουν ενώσεις που ενεργοποιούν τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο στο έδαφος, ανοίγοντας τον δρόμο για τη μείωση της ρύπανσης και του κόστους των λιπασμάτων για τους αγρότες.
Η νέα ποικιλία σιταριού δημιουργήθηκε από την ομάδα του καθηγητή Eduardo Blumwald χρησιμοποιώντας την τεχνολογία επεξεργασίας γονιδίων CRISPR. Η ομάδα ενίσχυσε την ικανότητα του φυτού να παράγει μια φυσική ένωση η οποία, όταν εκκρίνεται στο έδαφος από τις ρίζες, βοηθά τα βακτήρια να μετατρέπουν το ουράνιο από τον αέρα σε μια μορφή αζώτου που μπορούν να απορροφήσουν τα φυτά - μια διαδικασία που ονομάζεται δέσμευση αζώτου.
Ο Μπλούμβαλντ λέει ότι η τεχνική είναι ιδιαίτερα χρήσιμη στις αναπτυσσόμενες περιοχές. «Στην Αφρική, οι άνθρωποι δεν χρησιμοποιούν λίπασμα επειδή δεν έχουν τα χρήματα και τα χωράφια τους είναι πολύ μικρά, όπως έξι ή οκτώ στρέμματα», λέει. «Φανταστείτε να καλλιεργείτε φυτά που ενθαρρύνουν τα βακτήρια στο έδαφος να παράγουν το δικό τους λίπασμα».
Αυτή η ανακάλυψη βασίζεται στην προηγούμενη επιτυχία της ομάδας στο ρύζι και επεκτείνεται και σε άλλα δημητριακά.
Το σιτάρι είναι σήμερα το δεύτερο μεγαλύτερο δημητριακό στον κόσμο και αντιπροσωπεύει περίπου το 18% της παγκόσμιας χρήσης αζωτούχων λιπασμάτων. Σύμφωνα με τον Οργανισμό Τροφίμων και Γεωργίας των Ηνωμένων Εθνών, ο κόσμος παρήγαγε περισσότερους από 800 εκατομμύρια τόνους λιπασμάτων το 2020. Ωστόσο, οι καλλιέργειες απορροφούν μόνο το 30-50% του εφαρμοζόμενου λιπάσματος. Το υπόλοιπο ρέει σε ποτάμια και θάλασσες, προκαλώντας «νεκρές» ζώνες που δεν έχουν οξυγόνο ή δημιουργούν υποξείδιο του αζώτου - ένα ισχυρό αέριο του θερμοκηπίου.
Σε αντίθεση με τα όσπρια, τα οποία έχουν ριζικά οζίδια για να δημιουργήσουν ένα περιβάλλον χαμηλής περιεκτικότητας σε οξυγόνο για βακτήρια που δεσμεύουν άζωτο, το σιτάρι και οι περισσότερες άλλες καλλιέργειες δεν έχουν αυτή τη δομή και επομένως εξαρτώνται από συνθετικά λιπάσματα.
«Για δεκαετίες, οι επιστήμονες προσπαθούσαν να δημιουργήσουν οζίδια σε φυτά δημητριακών ή να εισαγάγουν βακτήρια που δεσμεύουν άζωτο στις ρίζες, αλλά χωρίς επιτυχία. Εμείς υιοθετήσαμε μια διαφορετική προσέγγιση», είπε ο Blumwald. «Πιστεύουμε ότι η τοποθεσία των βακτηρίων δεν έχει σημασία, αρκεί το άζωτο που δεσμεύεται να μπορεί να φτάσει στο φυτό για χρήση».
Η ομάδα εξέτασε 2.800 φυσικές φυτικές ενώσεις και βρήκε 20 που βοηθούν τα βακτήρια να σχηματίσουν ένα βιοφίλμ - μια επικάλυψη που βοηθά στη διατήρηση ενός περιβάλλοντος χαμηλού οξυγόνου για τη λειτουργία του ενζύμου αζωτονάσης.
Αφού ταυτοποίησαν τα εμπλεκόμενα γονίδια, η ομάδα χρησιμοποίησε το CRISPR για να αυξήσει την παραγωγή μιας συγκεκριμένης ένωσης φλαβόνης που ονομάζεται απιγενίνη. Όταν το σιτάρι παράγει περίσσεια απιγενίνης και την εκκρίνει στο έδαφος, τα βακτήρια σχηματίζουν ένα προστατευτικό βιοφίλμ, επιτρέποντας στην νιτρογενάση να δεσμεύσει το άζωτο σε μια μορφή που μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα φυτά.
Υπό πολύ χαμηλές συνθήκες γονιμοποίησης, το γενετικά τροποποιημένο σιτάρι απέδωσε επίσης υψηλότερες αποδόσεις από την ποικιλία ελέγχου.
Σύμφωνα με το Υπουργείο Γεωργίας των ΗΠΑ, οι αγρότες δαπάνησαν σχεδόν 36 δισεκατομμύρια δολάρια σε λιπάσματα το 2023. Ο Blumwald είπε ότι οι ΗΠΑ έχουν περίπου 500 εκατομμύρια στρέμματα γης με σιτηρά. «Φανταστείτε να μπορούσατε να μειώσετε την ποσότητα λιπάσματος σε αυτήν την έκταση κατά 10 τοις εκατό. Αν υπολογίσετε συντηρητικά, αυτό σημαίνει εξοικονόμηση άνω του 1 δισεκατομμυρίου δολαρίων ετησίως».
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Plant Biotechnology Journal. Το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια υπέβαλε αίτηση ευρεσιτεχνίας για αυτήν την ποικιλία σιταριού.
ΒΝΑ
Πηγή: https://tuoitre.vn/doc-la-lua-mi-chinh-sua-gene-co-kha-nang-tu-tao-phan-bon-20251125082458973.htm
Σχόλιο (0)