Dr. Eduardo Blumwald (வலது) மற்றும் அகிலேஷ் யாதவ், Ph.D., மற்றும் டேவிஸ் கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகத்தில் அவர்களது குழுவின் மற்ற உறுப்பினர்கள், தாவரங்கள் பயன்படுத்தக்கூடிய அதிக நைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்ய மண் பாக்டீரியாவை ஊக்குவிக்க அரிசியை மாற்றியமைத்தனர். [டிரினா க்ளீஸ்ட்/யுசி டேவிஸ்]
மண்ணின் பாக்டீரியாவை அவற்றின் வளர்ச்சிக்குத் தேவையான நைட்ரஜனை சரிசெய்வதற்கு ஊக்குவிப்பதற்காக ஆராய்ச்சியாளர்கள் CRISPR ஐப் பயன்படுத்தி அரிசியை உருவாக்கினர். கண்டுபிடிப்புகள் பயிர்களை வளர்ப்பதற்குத் தேவையான நைட்ரஜன் உரத்தின் அளவைக் குறைக்கலாம், ஒவ்வொரு ஆண்டும் அமெரிக்க விவசாயிகளுக்கு பில்லியன் கணக்கான டாலர்களைச் சேமிக்கலாம் மற்றும் நைட்ரஜன் மாசுபாட்டைக் குறைப்பதன் மூலம் சுற்றுச்சூழலுக்கு பயனளிக்கும்.
"தாவரங்கள் நம்பமுடியாத இரசாயன தொழிற்சாலைகள்" என்று ஆய்வுக்கு தலைமை தாங்கிய டேவிஸின் கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகத்தில் தாவர அறிவியல் துறையின் புகழ்பெற்ற பேராசிரியர் டாக்டர் எட்வர்டோ ப்ளூம்வால்ட் கூறினார். அரிசியில் அபிஜெனின் முறிவை அதிகரிக்க அவரது குழு CRISPR ஐப் பயன்படுத்தியது. அபிஜெனின் மற்றும் பிற சேர்மங்கள் பாக்டீரியா நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்துவதை அவர்கள் கண்டறிந்தனர்.
தாவர பயோடெக்னாலஜி இதழில் அவர்களின் பணி வெளியிடப்பட்டது ("அரிசி ஃபிளாவனாய்டு உயிரியக்கவியல் மரபணு மாற்றம் பயோஃபில்ம் உருவாக்கம் மற்றும் மண்ணின் நைட்ரஜனை சரிசெய்யும் பாக்டீரியாவால் உயிரியல் நைட்ரஜன் நிர்ணயத்தை மேம்படுத்துகிறது").
தாவர வளர்ச்சிக்கு நைட்ரஜன் இன்றியமையாதது, ஆனால் தாவரங்கள் காற்றில் இருந்து நைட்ரஜனை நேரடியாக பயன்படுத்தக்கூடிய வடிவமாக மாற்ற முடியாது. மாறாக, தாவரங்கள் மண்ணில் பாக்டீரியாவால் உற்பத்தி செய்யப்படும் அம்மோனியா போன்ற கனிம நைட்ரஜனை உறிஞ்சுவதை நம்பியுள்ளன. தாவர உற்பத்தியை அதிகரிக்க நைட்ரஜன் கொண்ட உரங்களைப் பயன்படுத்துவதன் அடிப்படையில் விவசாய உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது.
"வளிமண்டல நைட்ரஜனை சரிசெய்ய மண் பாக்டீரியாவை அனுமதிக்கும் இரசாயனங்களை தாவரங்கள் உற்பத்தி செய்ய முடிந்தால், இந்த இரசாயனங்களை அதிக அளவில் உற்பத்தி செய்ய தாவரங்களை பொறிமுறைப்படுத்த முடியும்," என்று அவர் கூறினார். "இந்த இரசாயனங்கள் நைட்ரஜனை சரிசெய்ய மண்ணின் பாக்டீரியாவை ஊக்குவிக்கின்றன மற்றும் தாவரங்கள் அம்மோனியத்தை பயன்படுத்துகின்றன, இதன் மூலம் இரசாயன உரங்களின் தேவையை குறைக்கிறது."
ப்ரூம்வால்டின் குழு, நெல் தாவரங்களில் உள்ள சேர்மங்களை அடையாளம் காண வேதியியல் பகுப்பாய்வு மற்றும் மரபியல் ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தியது - அபிஜெனின் மற்றும் பிற ஃபிளாவனாய்டுகள் - அவை பாக்டீரியாவின் நைட்ரஜனை சரிசெய்யும் செயல்பாட்டை மேம்படுத்துகின்றன.
பின்னர் அவர்கள் இரசாயனங்களை உற்பத்தி செய்வதற்கான பாதைகளை அடையாளம் கண்டனர் மற்றும் உயிரிபடம் உருவாவதைத் தூண்டும் சேர்மங்களின் உற்பத்தியை அதிகரிக்க CRISPR மரபணு-எடிட்டிங் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தினர். இந்த பயோஃபிலிம்களில் நைட்ரஜன் மாற்றத்தை மேம்படுத்தும் பாக்டீரியாக்கள் உள்ளன. இதன் விளைவாக, பாக்டீரியாவின் நைட்ரஜன்-நிலைப்படுத்தும் செயல்பாடு அதிகரிக்கிறது மற்றும் ஆலைக்கு கிடைக்கும் அம்மோனியத்தின் அளவு அதிகரிக்கிறது.
"மேம்படுத்தப்பட்ட நெல் செடிகள் மண்ணின் நைட்ரஜன்-வரையறுக்கப்பட்ட நிலைமைகளின் கீழ் வளரும் போது அதிகரித்த தானிய விளைச்சலைக் காட்டியது" என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் தாளில் எழுதினர். "எங்கள் முடிவுகள் தானியங்களில் உயிரியல் நைட்ரஜன் நிர்ணயத்தைத் தூண்டுவதற்கும் கனிம நைட்ரஜன் உள்ளடக்கத்தைக் குறைப்பதற்கும் ஒரு வழியாக ஃபிளாவனாய்டு உயிரியக்கவியல் பாதையை கையாளுவதை ஆதரிக்கிறது. உர பயன்பாடு. உண்மையான உத்திகள்."
மற்ற தாவரங்களும் இந்த வழியைப் பயன்படுத்தலாம். கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகம் தொழில்நுட்பத்திற்கான காப்புரிமைக்கு விண்ணப்பித்துள்ளது, தற்போது அதற்காகக் காத்திருக்கிறது. இந்த ஆராய்ச்சிக்கு வில் டபிள்யூ. லெஸ்டர் அறக்கட்டளை நிதியளித்தது. கூடுதலாக, பேயர் கிராப் சயின்ஸ் இந்த தலைப்பில் மேலும் ஆராய்ச்சியை ஆதரிக்கிறது.
"நைட்ரஜன் உரங்கள் மிகவும் விலை உயர்ந்தவை" என்று ப்ளூம்வால்ட் கூறினார். "அந்த செலவுகளை அகற்றக்கூடிய எதுவும் முக்கியம். ஒருபுறம், இது பணத்தின் கேள்வி, ஆனால் நைட்ரஜன் சுற்றுச்சூழலில் தீங்கு விளைவிக்கும்.
பயன்படுத்தப்பட்ட உரங்களில் பெரும்பாலானவை மண் மற்றும் நிலத்தடி நீரில் கசிந்து, இழக்கப்படுகின்றன. ப்ளூம்வால்டின் கண்டுபிடிப்பு நைட்ரஜன் மாசுபாட்டைக் குறைப்பதன் மூலம் சுற்றுச்சூழலைப் பாதுகாக்க உதவும். "இது அதிகப்படியான நைட்ரஜன் உரங்களின் பயன்பாட்டைக் குறைக்கும் ஒரு நிலையான மாற்று விவசாய நடைமுறையை வழங்க முடியும்," என்று அவர் கூறினார்.