Dokita Eduardo Blumwald (ọtun) ati Akhilesh Yadav, Ph.D., ati awọn ọmọ ẹgbẹ miiran ti ẹgbẹ wọn ni Yunifasiti ti California, Davis, ṣe atunṣe iresi lati ṣe iwuri fun kokoro arun ile lati gbe awọn nitrogen diẹ sii ti awọn eweko le lo. [Trina Kleist/UC Davis]
Awọn oniwadi lo CRISPR lati ṣe ẹrọ iresi lati ṣe iwuri fun kokoro arun ile lati ṣatunṣe nitrogen ti o nilo fun idagbasoke wọn. Awọn awari le dinku iye ajile nitrogen ti o nilo lati gbin awọn irugbin, fifipamọ awọn agbẹ Amẹrika ti awọn ọkẹ àìmọye dọla ni ọdun kọọkan ati ni anfani agbegbe nipa idinku idoti nitrogen.
"Awọn ohun ọgbin jẹ awọn ile-iṣẹ kemikali alaragbayida," Dokita Eduardo Blumwald, olukọ ọjọgbọn ti imọ-ẹrọ ọgbin ni University of California, Davis, ti o ṣe akoso iwadi naa. Ẹgbẹ rẹ lo CRISPR lati jẹki idinku ti apigenin ninu iresi. Wọn rii pe apigenin ati awọn agbo ogun miiran nfa imuduro nitrogen ti kokoro-arun.
Iṣẹ wọn ni a tẹjade ninu iwe akọọlẹ Plant Biotechnology (“Iyipada Jiini ti iresi flavonoid biosynthesis ṣe imudara iṣelọpọ biofilm ati imuduro nitrogen ti ibi nipasẹ awọn kokoro arun nitrogen-fixing ile”).
Nitrojini jẹ pataki fun idagbasoke ọgbin, ṣugbọn awọn eweko ko le yi nitrogen pada taara lati afẹfẹ sinu fọọmu ti wọn le lo. Lọ́pọ̀ ìgbà, àwọn ohun ọ̀gbìn ń gbára lé gbígba nitrogen aláìlèsọ̀rọ̀, bí amonia, tí kòkòrò àrùn ń mú jáde nínú ilẹ̀. Iṣelọpọ iṣẹ-ogbin da lori lilo awọn ajile ti o ni nitrogen lati mu iṣelọpọ ọgbin pọ si.
"Ti awọn ohun ọgbin ba le gbe awọn kemikali ti o gba laaye kokoro arun ile lati ṣatunṣe nitrogen afẹfẹ, a le ṣe ẹrọ awọn eweko lati ṣe diẹ sii ti awọn kemikali wọnyi," o sọ. "Awọn kemikali wọnyi ṣe iwuri fun awọn kokoro arun ile lati ṣatunṣe nitrogen ati awọn ohun ọgbin lo ammonium ti o yọrisi, nitorinaa idinku iwulo fun awọn ajile kemikali."
Ẹgbẹ Broomwald lo itupalẹ kemikali ati awọn ẹda-ara lati ṣe idanimọ awọn agbo ogun ninu awọn irugbin iresi – apigenin ati awọn flavonoids miiran – ti o mu iṣẹ ṣiṣe mimu nitrogen-fixing ti kokoro arun naa pọ si.
Wọn ṣe idanimọ awọn ipa ọna fun iṣelọpọ awọn kemikali ati lo imọ-ẹrọ ṣiṣatunṣe jiini CRISPR lati mu iṣelọpọ ti awọn agbo ogun ti o mu iṣelọpọ biofilm ṣiṣẹ. Awọn wọnyi ni biofilms ni kokoro arun ti o mu nitrogen transformation. Bi abajade, iṣẹ-ṣiṣe nitrogen-fixing ti awọn kokoro arun n pọ si ati iye ammonium ti o wa si ọgbin naa pọ si.
"Awọn ohun elo iresi ti o ni ilọsiwaju ṣe afihan ikore ọkà ti o pọ sii nigbati o ba dagba labẹ awọn ipo ti o ni opin nitrogen," awọn oluwadi kowe ninu iwe naa. “Awọn abajade wa ṣe atilẹyin ifọwọyi ti ipa ọna biosynthesis flavonoid bi ọna lati fa isọdọtun nitrogen ti ibi ni awọn irugbin ati dinku akoonu nitrogen ti ko ni nkan. Ajile lilo. Awọn ilana gidi.”
Awọn ohun ọgbin miiran tun le lo ọna yii. Yunifasiti ti California ti beere fun itọsi lori imọ-ẹrọ ati pe o n duro de lọwọlọwọ. Iwadi na ni owo nipasẹ Will W. Lester Foundation. Ni afikun, Bayer CropScience ṣe atilẹyin iwadi siwaju sii lori koko yii.
"Awọn ajile nitrogen jẹ pupọ, gbowolori pupọ," Blumwald sọ. “Ohunkohun ti o le yọkuro awọn idiyele yẹn jẹ pataki. Ní ọwọ́ kan, ọ̀rọ̀ owó ni, ṣùgbọ́n nitrogen tún ní ipa búburú lórí àyíká.”
Pupọ julọ awọn ajile ti a lo ti sọnu, ti n wọ inu ile ati omi inu ile. Awari Blumwald le ṣe iranlọwọ lati daabobo ayika nipa idinku idoti nitrogen. "Eyi le pese iṣẹ-ogbin yiyan alagbero ti yoo dinku lilo ajile nitrogen pupọ,” o sọ.