روش سئو: محققان باكتری هایی را برای جذب نیتروژن از هوا با هدف نهایی توسعه گیاهانی كه بتوانند همین كار را انجام دهند، مهندسی كرده اند.
به گزارش روش سئو به نقل از ایسنا و به نقل از گیزمگ، نیتروژن یك ماده مغذی حیاتی برای گیاهان است و با اینكه مقدار زیادی از آن در هوا موجود است، اما گیاهان فقط می توانند آن را از زمین دریافت نمایند. از این رو نیاز به كود مصنوعی دارند.
اما اكنون محققان دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس، باكتری هایی را مهندسی كرده اند كه می توانند نیتروژن را از هوا بگیرند و هدف دراز مدت آنان، توسعه محصولاتی است كه بتوانند همین كار را به صورت عادی و مداوم انجام دهند.
حدود ۷۸ درصد از جو زمین از نیتروژن تشكیل شده است، اما خانواده بنشن جات و حبوبات یا همان دانه های خوراكی، یكی از معدود گیاهانی هستند كه می توانند به منابع غنی نیتروژن دسترسی داشته باشند. اكثریت آنان به جذب مواد مغذی با استفاده از ریشه ها متكی هستند، اما خاك اغلب می تواند فاقد نیتروژن باشد كه نیاز به افزودن كود در محصولات زراعی دارد.
تولید گیاهان توسعه یافته كه عموما بتوانند با استفاده از جذب نیتروژن از هوا، خویش را بارور كنند، می تواند مزیت بزرگی برای كشاورزی و محیط زیست باشد.
در یك مطالعه اخیر، محققان گیاه سویایی را پرورش داده اند تا پروتئین های حاوی نیتروژن بیشتری داشته باشند.
یكی دیگر از تكنیك ها، تزریق باكتری های تثبیت نیتروژن به دانه ها است كه می تواند حدودا به هر گیاهی اعمال شود.
محققان تصمیم به جداسازی ژن های تثبیت نیتروژن در سیانوباكتری ها گرفتند. به صورت خاص، آنها بر روی یك گونه شناخته شده بعنوان Cyanothece متمركز شدند، كه از یك ریتم روزانه برای فتوسنتز در طول روز استفاده می نماید و در شب نیتروژن را جذب و تثبیت می كند.
این تیم مشخص كرد كه كدام ژن ها مسئول این ساعت بیولوژیكی هستند و آنها را به یك گونه دیگر از سیانوباكتری ها پیوند زد تا ببینند آیا می توانند توانایی تنظیم نیتروژن را پیدا كنند یا خیر.
پس از حذف اكسیژن، كه طی فتوسنتز تولید می گردد و سبب تداخل با تثبیت نیتروژن و اضافه شدن ۳۵ ژن جدید می شود، باكتری مهندسی شده قادر به اصلاح نیتروژن با سرعت حدود ۲ درصد بیشتر است.
این عدد چندان بزرگ نیست، اما یك شروع است.
هیمادری پاكراسی، پژوهشگر ارشد این مطالعه می گوید: این بدان مفهوم است كه برنامه مهندسی كارآمد است. باید اعتراف كنم كه این دستاورد، فراتر از انتظار من بود.
این تحقیق یك قدم به سمت هدف نهایی تیم، برای یافتن راهی برای مهندسی ژنتیك گیاهانی است كه قادر به تثبیت نیتروژن هستند.
انجام این كار می تواند بازدهی محصولات را افزایش داده و نیاز به كود را كم كند كه در نهایت می تواند از نظر زیست محیطی، آلودگی آب ها و هزینه تولید را كم كند.
این تحقیق در مجله mBio انتشار یافته است.
