U duttore Eduardo Blumwald (à diritta) è Akhilesh Yadav, Ph.D., è altri membri di a so squadra à l'Università di California, Davis, anu mudificatu u risu per incuragisce i batteri di u terrenu à pruduce più azotu chì e piante ponu aduprà. [Trina Kleist/UC Davis]
I circadori anu utilizatu CRISPR per mudificà u risu per incuragisce i batteri di u terrenu à fissà l'azotu necessariu per a so crescita. I risultati puderanu riduce a quantità di fertilizante azotatu necessariu per cultivà e culture, risparmiendu miliardi di dollari à l'agricultori americani ogni annu è beneficendu l'ambiente riducendu l'inquinamentu da azotu.
«E piante sò fabbriche chimiche incredibili», hà dettu u duttore Eduardo Blumwald, prufessore distintu di scienze vegetali à l'Università di California, Davis, chì hà guidatu u studiu. A so squadra hà utilizatu CRISPR per migliurà a scomposizione di l'apigenina in u risu. Anu scupertu chì l'apigenina è altri cumposti causanu a fissazione di l'azotu battericu.
U so travagliu hè statu publicatu in a rivista Plant Biotechnology ("A mudificazione genetica di a biosintesi di i flavonoidi di u risu migliora a furmazione di biofilm è a fissazione biologica di l'azotu da i batteri chì fissanu l'azotu in u terrenu").
L'azotu hè essenziale per a crescita di e piante, ma e piante ùn ponu micca cunvertisce direttamente l'azotu da l'aria in una forma ch'elli ponu aduprà. Invece, e piante si basanu nantu à l'assorbimentu di l'azotu inorganicu, cum'è l'ammoniaca, pruduttu da i batteri in u terrenu. A pruduzzione agricula hè basata nantu à l'usu di fertilizanti chì cuntenenu azotu per aumentà a produttività di e piante.
«Sè e piante ponu pruduce sustanze chimiche chì permettenu à i batteri di u terrenu di fissà l'azotu atmosfericu, pudemu mudificà e piante per pruduce di più di ste sustanze chimiche», disse. «Ste sustanze chimiche incuragiscenu i batteri di u terrenu à fissà l'azotu è e piante utilizanu l'ammoniu risultante, riducendu cusì a necessità di fertilizanti chimichi».
A squadra di Broomwald hà utilizatu l'analisi chimica è a genomica per identificà i cumposti in e piante di risu - apigenina è altri flavonoidi - chì migliuranu l'attività di fissazione di l'azotu di i batteri.
Anu tandu identificatu e vie per a pruduzzione di i prudutti chimichi è anu utilizatu a tecnulugia di mudificazione genetica CRISPR per aumentà a pruduzzione di cumposti chì stimulanu a furmazione di biofilm. Quessi biofilm cuntenenu batteri chì migliuranu a trasfurmazione di l'azotu. Di cunsiguenza, l'attività di fissazione di l'azotu di i batteri aumenta è a quantità d'ammoniu dispunibule per a pianta aumenta.
«E piante di risu migliurate anu dimustratu un aumentu di a resa in granu quandu sò state cultivate in cundizioni limitate da l'azotu di u terrenu», anu scrittu i circadori in l'articulu. «I nostri risultati sustenenu a manipulazione di a via di biosintesi di i flavonoidi cum'è un modu per induce a fissazione biologica di l'azotu in i grani è riduce u cuntenutu di azotu inorganicu. Usu di fertilizzanti. Strategie vere.»
Altre piante ponu ancu aduprà sta strada. L'Università di California hà dumandatu un brevettu per a tecnulugia è l'aspetta attualmente. A ricerca hè stata finanziata da a Fundazione Will W. Lester. Inoltre, Bayer CropScience sustene ulteriori ricerche nantu à questu tema.
«I fertilizanti azotati sò assai, assai cari», hà dettu Blumwald. «Tuttu ciò chì pò eliminà questi costi hè impurtante. Da una parte, hè una questione di soldi, ma l'azotu hà ancu effetti dannosi per l'ambiente».
A maiò parte di i fertilizanti applicati sò persi, infiltrendu si in u terrenu è in l'acqua sottuterranea. A scuperta di Blumwald puderia aiutà à prutege l'ambiente riducendu l'inquinamentu da azotu. "Questu puderia furnisce una pratica agricula alternativa sustenibile chì riducerebbe l'usu di fertilizanti da azotu in eccessu", hà dettu.