Доктор Эдуардо Блумвальд (баруун талд) болон Дэвисийн Калифорнийн Их Сургуулийн доктор Ахилеш Ядав болон тэдний багийн бусад гишүүд хөрсний бактерийг ургамал хэрэглэхэд илүү их азот үйлдвэрлэхэд түлхэц өгөхийн тулд будаагаа өөрчилсөн. [Трина Клейст/УС Дэвис]
Судлаачид CRISPR ашиглан будаа боловсруулахдаа хөрсний бактерийг үржилд шаардлагатай азотыг нөхөхөд нь дэмжлэг үзүүлжээ. Судалгааны үр дүн нь газар тариалан эрхлэхэд шаардагдах азотын бордооны хэмжээг бууруулж, Америкийн фермерүүдэд жил бүр тэрбум доллар хэмнэж, азотын бохирдлыг бууруулснаар байгаль орчинд ашиг тустай болох юм.
Судалгааг удирдсан Дэвисийн Калифорнийн Их Сургуулийн ургамлын шинжлэх ухааны нэр хүндтэй профессор доктор Эдуардо Блумвальд “Ургамал бол гайхалтай химийн үйлдвэрүүд” гэж хэлжээ. Түүний баг будаа дахь апигениныг задлахын тулд CRISPR ашигласан. Тэд апигенин болон бусад нэгдлүүд нь бактерийн азотын бэхжилтийг үүсгэдэг болохыг тогтоожээ.
Тэдний бүтээлийг Plant Biotechnology сэтгүүлд нийтлүүлсэн (“Цагаан будааны флавоноид биосинтезийн генийн өөрчлөлт нь хөрсний азотыг тогтоогч нянгаар биологийн азотын бэхжилт болон био хальс үүсэхийг сайжруулдаг”).
Азот нь ургамлын өсөлтөд зайлшгүй шаардлагатай боловч ургамал агаар дахь азотыг шууд хэрэглэж болох хэлбэрт шилжүүлж чадахгүй. Үүний оронд ургамал нь хөрсөн дэх бактерийн үүсгэсэн аммиак зэрэг органик бус азотыг шингээхэд тулгуурладаг. Газар тариалангийн үйлдвэрлэл нь ургамлын бүтээмжийг нэмэгдүүлэхийн тулд азот агуулсан бордоог ашиглахад суурилдаг.
"Хэрэв ургамлууд хөрсний нянгаар агаар мандлын азотыг тогтворжуулах химийн бодис үйлдвэрлэж чадвал бид эдгээр химийн бодисыг илүү ихээр үйлдвэрлэх үйлдвэрүүдийг инженерчилж чадна" гэж тэр хэлэв. "Эдгээр химийн бодисууд нь хөрсний бактерийг азотыг нөхөхөд түлхэц өгч, ургамал нь үүссэн аммонийг ашигладаг бөгөөд ингэснээр химийн бордооны хэрэгцээг бууруулдаг."
Брумвалдын баг цагаан будааны ургамал дахь апигенин болон бусад флавоноидуудын нэгдлүүдийг тодорхойлохын тулд химийн шинжилгээ, геномикийг ашигласан бөгөөд энэ нь бактерийн азотыг тогтоох үйл ажиллагааг сайжруулдаг.
Дараа нь тэд химийн бодис үйлдвэрлэх арга замыг тодорхойлж, био хальс үүсэхийг идэвхжүүлдэг нэгдлүүдийн үйлдвэрлэлийг нэмэгдүүлэхийн тулд CRISPR ген засварлах технологийг ашигласан. Эдгээр био хальс нь азотын хувиргалтыг сайжруулдаг бактери агуулдаг. Үүний үр дүнд нянгийн азотыг тогтоох идэвх нэмэгдэж, ургамалд агуулагдах аммонийн хэмжээ нэмэгддэг.
Судлаачид “Сайжруулсан будааны ургамлууд хөрсний азотын хязгаарлагдмал нөхцөлд тариалах үед үр тарианы ургац нэмэгддэгийг харуулсан” гэж судлаачид бичжээ. “Бидний үр дүн нь флавоноидын биосинтезийн замыг үр тарианы биологийн азотын бэхжилтийг өдөөж, органик бус азотын агууламжийг бууруулах арга болгон ашиглахыг дэмждэг. Бордооны хэрэглээ. Бодит стратеги."
Бусад ургамал ч энэ замыг ашиглаж болно. Калифорнийн их сургууль энэ технологийн патент авах хүсэлтээ гаргасан бөгөөд одоогоор түүнийг хүлээж байна. Судалгааг Вилл В.Лестерийн сангаас санхүүжүүлсэн. Нэмж дурдахад Bayer CropScience нь энэ сэдвээр цаашдын судалгааг дэмждэг.
"Азотын бордоо нь маш үнэтэй байдаг" гэж Блумвальд хэлэв. “Тэдгээр зардлыг арилгаж чадах аливаа зүйл чухал. Нэг талаараа мөнгөний асуудал ч азот нь байгаль орчинд ч хортой нөлөө үзүүлдэг” хэмээн ярьжээ.
Хэрэглэсэн бордооны ихэнх нь хөрс, гүний ус руу нэвчиж алга болдог. Блумвалдын нээлт азотын бохирдлыг бууруулах замаар байгаль орчныг хамгаалахад тус дөхөм болох юм. "Энэ нь илүүдэл азотын бордооны хэрэглээг багасгах тогтвортой газар тариалангийн практикийг бий болгож чадна" гэж тэр хэлэв.