Генетично модифікована пшениця допомагає корінню виділяти сполуки, які активують азотфіксуючі бактерії в ґрунті, відкриваючи шлях до зменшення забруднення та витрат на добрива для фермерів.
Новий сорт пшениці був створений командою професора Едуардо Блюмвальда за допомогою технології редагування генів CRISPR. Команда покращила здатність рослини виробляти природну сполуку, яка, виділяючись корінням у ґрунт, допомагає бактеріям перетворювати уран з повітря на форму азоту, яку рослини можуть поглинати – цей процес називається азотфіксацією.
Блумвальд каже, що ця техніка особливо корисна в регіонах, що розвиваються. «В Африці люди не використовують добрива, бо в них немає грошей, а їхні поля дуже маленькі, наприклад, шість чи вісім акрів», – каже він. «Уявіть собі вирощування рослин, які стимулюють бактерії в ґрунті виробляти власні добрива».
Це відкриття ґрунтується на попередньому успіху команди з рисом і поширюється на інші зернові культури.
Пшениця наразі є другою за величиною зерновою культурою у світі та на неї припадає близько 18% світового використання азотних добрив. За даними Продовольчої та сільськогосподарської організації ООН, у 2020 році світ виробив понад 800 мільйонів тонн добрив. Однак сільськогосподарські культури поглинають лише 30-50% внесених добрив; решта потрапляє в річки та моря, створюючи «мертві» зони без кисню або утворюючи закис азоту – потужний парниковий газ.
На відміну від бобових культур, які мають кореневі бульбочки для створення середовища з низьким вмістом кисню для азотфіксуючих бактерій, пшениця та більшість інших культур не мають такої структури і тому залежать від синтетичних добрив.
«Протягом десятиліть вчені намагалися створити бульбочки на зернових рослинах або впровадити азотфіксуючі бактерії в коріння, але безуспішно. Ми обрали інший підхід», – сказав Блумвальд. «Ми вважаємо, що місце розташування бактерій не має значення, головне, щоб азот, що фіксується, міг досягти рослини для використання».
Команда дослідила 2800 природних рослинних сполук і виявила 20, які допомагають бактеріям формувати біоплівку – покриття, яке допомагає підтримувати середовище з низьким вмістом кисню для функціонування ферменту нітрогенази.
Після ідентифікації задіяних генів команда використала CRISPR для збільшення вироблення певної флавонової сполуки під назвою апігенін. Коли пшениця виробляє надлишок апігеніну та виділяє його в ґрунт, бактерії утворюють захисну біоплівку, що дозволяє нітрогеназі фіксувати азот у формі, яку можуть використовувати рослини.
За умов дуже низького рівня удобрення генно-модифікована пшениця також давала вищі врожаї, ніж контрольний сорт.
За даними Міністерства сільського господарства США, фермери витратили майже 36 мільярдів доларів на добрива у 2023 році. Блумвальд сказав, що в США є близько 500 мільйонів акрів зернових угідь. «Уявіть, що ви могли б зменшити кількість добрив на цій площі на 10 відсотків. Якщо підрахувати консервативно, це економія понад 1 мільярд доларів на рік».
Дослідження було опубліковано в журналі Plant Biotechnology Journal. Каліфорнійський університет подав заявку на патент на цей сорт пшениці.
ВНА
Джерело: https://tuoitre.vn/doc-la-lua-mi-chinh-sua-gene-co-kha-nang-tu-tao-phan-bon-20251125082458973.htm
Коментар (0)