U duttore Eduardo Blumwald (a destra) è Akhilesh Yadav, Ph.D., è altri membri di a so squadra in l'Università di California, Davis, anu mudificatu u risu per incuragisce i batteri di a terra per pruduce più nitrogenu chì e piante ponu utilizà. [Trina Kleist/UC Davis]
I ricercatori anu utilizatu CRISPR per ingegnerià u risu per incuragisce i batteri di a terra per riparà u nitrogenu necessariu per a so crescita. I scuperti puderanu riduce a quantità di fertilizzante di nitrogenu necessariu per cultivà i culturi, salvendu i agricultori americani miliardi di dollari ogni annu è benefiziu l'ambienti riducendu a contaminazione di nitrogenu.
"E piante sò fabbriche chimiche incredibili", disse u duttore Eduardo Blumwald, prufissore distintu di scienze vegetali in l'Università di California, Davis, chì hà guidatu u studiu. U so squadra hà utilizatu CRISPR per rinfurzà a scomposizione di l'apigenina in u risu. Anu trovu chì l'apigenina è altri composti causanu a fixazione di nitrogenu bacterial.
U so travagliu hè statu publicatu in a rivista Plant Biotechnology ("A modificazione genetica di a biosintesi di flavonoidi di risu aumenta a furmazione di biofilm è a fissazione di u nitrogenu biologicu da i batteri chì fissanu l'azotu di a terra").
U nitrogenu hè essenziale per u crescita di e piante, ma i pianti ùn ponu micca cunvertisce direttamente u nitrogenu da l'aria in una forma chì ponu utilizà. Invece, i pianti s'appoghjanu nantu à l'assunzione di nitrogenu inorganicu, cum'è l'ammonia, pruduciutu da i batteri in a terra. A pruduzzione agricula hè basatu annantu à l'usu di fertilizzanti chì cuntenenu nitrogenu per aumentà a produtividade di e piante.
"Se e piante ponu pruduce sustanzi chimichi chì permettenu à i batteri di a terra di riparà l'azotu atmosfericu, pudemu ingegnere e piante per pruduce più di sti chimichi", disse. "Questi sustanzi chimichi incuraghjenu i batteri di a terra per fixà u nitrogenu è e piante utilizanu l'ammoniu resultanti, riducendu cusì a necessità di fertilizzanti chimichi".
A squadra di Broomwald hà utilizatu l'analisi chimica è a genomica per identificà cumposti in i pianti di risu - apigenina è altri flavonoidi - chì aumentanu l'attività di fissazione di azotu di i batteri.
Dopu identificanu i percorsi per a produzzione di sustanzi chimichi è anu utilizatu a tecnulugia di editazione di geni CRISPR per aumentà a produzzione di composti chì stimulanu a furmazione di biofilm. Questi biofilms cuntenenu battìri chì aumentanu a trasfurmazioni di nitrogenu. In u risultatu, l'attività di fissazione di nitrogenu di i bacteria aumenta è a quantità di ammonium dispunibile per a pianta aumenta.
"I pianti di risu migliurati anu dimustratu un rendimentu di granu aumentatu quandu sò cultivati ​​in cundizioni limitati di nitrogenu di a terra", i circadori anu scrittu in u paper. "I nostri risultati sustenenu a manipulazione di a via di biosintesi di flavonoidi cum'è un modu per induce a fissazione di nitrogenu biologicu in grani è riduce u cuntenutu di nitrogenu inorganicu. L'usu di fertilizzanti. Strategie Veri".
L'altri pianti ponu ancu aduprà sta strada. L'Università di California hà dumandatu una patente nantu à a tecnulugia è l'aspitta attualmente. A ricerca hè stata finanziata da a Fundazione Will W. Lester. Inoltre, Bayer CropScience sustene più ricerche nantu à questu tema.
"I fertilizzanti di nitrogenu sò assai, assai caru", disse Blumwald. "Qualcosa chì pò eliminà quelli costi hè impurtante. D'una banda, hè una quistione di soldi, ma u nitrogenu hà ancu effetti dannosi à l'ambiente ".
A maiò parte di i fertilizzanti applicati sò persi, infiltrate in a terra è l'acqua di terra. A scuperta di Blumwald puderia aiutà à prutege l'ambiente riducendu a contaminazione di nitrogenu. "Questu puderia furnisce una pratica agricula alternativa sustenibile chì riduce l'usu di fertilizzanti di nitrogenu eccessivu", disse.