رشد بهتر محصولات کشاورزی با کمک یک باکتری

به گزارش تی ان، دکتر "فلورنس ماس"(Florence Mus) استادیار موسسه شیمی بیولوژیکی دانشگاه ایالتی واشنگتن گفت: ما شواهد قطعی داریم که نشان می‌دهد آمونیاک آزاد شده به گیاهان برنج منتقل می‌شود. هدف رویکرد منحصر به فرد ما ارائه راه حل‌هایی جدید برای جایگزینی کودهای صنعتی با باکتری‌های سفارشی است. این رویکرد می‌تواند منبع اصلی آلودگی محیطی را کاهش دهد.

در این مطالعه محققان از روش‌های ویرایش ژن برای مهندسی باکتری A.vinlandii برای تولید آمونیاک در سطح ثابت، بدون توجه به شرایط محیطی اطراف باکتری و دفع آن در غلظت‌های کافی برای بارورسازی موثر محصولات، استفاده کردند.

استفاده از تکنیک‌های ویرایش ژن به‌ جای قرار دادن تراژن‌ها در ژنوم A.vinlandii محققان را قادر می‌سازد تا این فرایند را سریع‌تر انجام دهند. تراژن یا ترنس‌ژن یک ژن یا محتوای ژنتیکی است که به صورت طبیعی یا توسط یکی از روش‌های مهندسی ژنتیک از یک موجود زنده به موجود زنده دیگر، منتقل می‌شود.

یکی از انگیزه‌های محققان برای انجام این کار، درک بهتر فرایند تثبیت نیتروژن بود. تثبیت نیتروژن شامل فرآیندهای شیمیایی است که توسط آن نیتروژن اتمسفر به ترکیبات آلی به عنوان بخشی از چرخه نیتروژن جذب می‌شود.

دیگر انگیزه عملی محققان، کاهش مشکلات عمده آلودگی آب بود که هنگام شسته شدن کود نیتروژن اضافی به آبراه‌ها وارد می‌شود. این عمل باعث شکوفایی جلبکی می‌شود که اکسیژن را کاهش می‌دهد و ماهی‌ها و سایر آبزیان را از بین می‌برد و مناطقی موسوم به "مناطق مرده"(dead zones) را در دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و اقیانوس ایجاد می‌کند. شکوفایی جلبکی به معنی رشد آنی یا انباشت در تعداد جلبک‌ها در یک سیستم زیست‌آبی است. شکوفایی جلبکی منحصر به محیط‌های دریایی نیست و ممکن است در آب‌های شیرین نیز رخ دهد. مناطق مرده(بوم‌شناسی) یا مناطق هیپوکسی(کم اکسیژن) مناطقی در اقیانوس‌های جهان و دریاچه‌های بزرگ هستند که در آنها اکسیژن مورد نیاز برای حمایت زندگی دریایی در عمق پایین و نزدیک به پایین آب تخریب شده‌ است.

برای این منظور، محققان در حال طراحی باکتری‌ها برای تولید آمونیاک با سرعت ثابت هستند. آنها انتظار دارند که بتوانند گروه‌های مختلف A.vinlandii را برای تولید آمونیاک با نرخ‌های متفاوت و متناسب با نیاز گونه‌های مختلف گیاهان زراعی طراحی کنند. این کار اجازه می‌دهد تا تمام آمونیاک تولید شده، توسط گیاهان مورد استفاده قرار گیرد و دیگر وارد آبراه‌ها نشود.