டாக்டர் எடுவார்டோ ப்ளூம்வால்ட் (வலது), முனைவர் அகிலேஷ் யாதவ் மற்றும் கலிபோர்னியா டேவிஸ் பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த அவர்களது குழுவின் மற்ற உறுப்பினர்கள், தாவரங்கள் பயன்படுத்தக்கூடிய அதிக நைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்ய மண் பாக்டீரியாக்களை ஊக்குவிக்கும் வகையில் நெல்லை மாற்றியமைத்தனர். [டிரினா கிளைஸ்ட்/யுசி டேவிஸ்]
ஆராய்ச்சியாளர்கள், நெல்லின் வளர்ச்சிக்குத் தேவையான நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்துவதற்காக, மண் பாக்டீரியாக்களை ஊக்குவிக்கும் வகையில் CRISPR தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி நெல்லை மரபணு மாற்றம் செய்துள்ளனர். இந்தக் கண்டுபிடிப்புகள், பயிர்களை வளர்க்கத் தேவைப்படும் நைட்ரஜன் உரத்தின் அளவைக் குறைத்து, அமெரிக்க விவசாயிகளுக்கு ஆண்டுதோறும் பில்லியன் கணக்கான டாலர்களைச் சேமிக்க உதவுவதோடு, நைட்ரஜன் மாசுபாட்டைக் குறைப்பதன் மூலம் சுற்றுச்சூழலுக்கும் நன்மை பயக்கும்.
"தாவரங்கள் அற்புதமான வேதியியல் தொழிற்சாலைகள்," என்று இந்த ஆய்வை வழிநடத்திய, கலிபோர்னியா டேவிஸ் பல்கலைக்கழகத்தின் தாவர அறிவியல் துறை சிறப்புப் பேராசிரியர் டாக்டர் எடுவார்டோ ப்ளூம்வால்ட் கூறினார். அவரது குழு, அரிசியில் உள்ள அபிஜெனின் சிதைவை மேம்படுத்துவதற்காக CRISPR தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தியது. அபிஜெனின் மற்றும் பிற சேர்மங்கள் பாக்டீரியாவின் நைட்ரஜன் நிலைநிறுத்தத்திற்குக் காரணமாகின்றன என்பதை அவர்கள் கண்டறிந்தனர்.
அவர்களின் ஆய்வுக்கட்டுரை 'பிளான்ட் பயோடெக்னாலஜி' என்ற இதழில் (“அரிசி ஃபிளாவனாய்டு உயிர் தொகுப்பின் மரபணு மாற்றம், மண் நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்தும் பாக்டீரியாக்களால் உயிர் படல உருவாக்கம் மற்றும் உயிரியல் நைட்ரஜன் நிலைநிறுத்தத்தை மேம்படுத்துகிறது”) வெளியிடப்பட்டது.
தாவர வளர்ச்சிக்கு நைட்ரஜன் இன்றியமையாதது, ஆனால் தாவரங்களால் காற்றில் உள்ள நைட்ரஜனை நேரடியாகத் தங்களுக்குப் பயன்படும் வடிவமாக மாற்ற முடியாது. அதற்குப் பதிலாக, மண்ணில் உள்ள பாக்டீரியாக்களால் உற்பத்தி செய்யப்படும் அம்மோனியா போன்ற கனிம நைட்ரஜனை உறிஞ்சுவதையே தாவரங்கள் சார்ந்துள்ளன. வேளாண் உற்பத்தியானது, தாவர உற்பத்தித்திறனை அதிகரிப்பதற்காக நைட்ரஜன் அடங்கிய உரங்களைப் பயன்படுத்துவதை அடிப்படையாகக் கொண்டுள்ளது.
"மண்ணில் உள்ள பாக்டீரியாக்கள் வளிமண்டல நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்த உதவும் வேதிப்பொருட்களைத் தாவரங்களால் உற்பத்தி செய்ய முடிந்தால், அத்தகைய வேதிப்பொருட்களை இன்னும் அதிகமாக உற்பத்தி செய்யும்படி நாம் தாவரங்களை மரபணு மாற்றம் செய்ய முடியும்," என்று அவர் கூறினார். "இந்த வேதிப்பொருட்கள், மண்ணில் உள்ள பாக்டீரியாக்களை நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்த ஊக்குவிக்கின்றன, அதன் விளைவாக உருவாகும் அம்மோனியத்தைத் தாவரங்கள் பயன்படுத்துகின்றன. இதனால், இரசாயன உரங்களின் தேவை குறைகிறது."
ப்ரூம்வால்டின் குழு, வேதியியல் பகுப்பாய்வு மற்றும் மரபணுவியல் முறைகளைப் பயன்படுத்தி, அரிசித் தாவரங்களில் உள்ள, பாக்டீரியாவின் நைட்ரஜன் நிலைநிறுத்தும் செயல்பாட்டை மேம்படுத்தும் சேர்மங்களான அபிஜெனின் மற்றும் பிற ஃபிளாவனாய்டுகளைக் கண்டறிந்தது.
பின்னர் அவர்கள், வேதிப்பொருட்களை உற்பத்தி செய்வதற்கான வழிமுறைகளைக் கண்டறிந்து, உயிர்ப்படல உருவாக்கத்தைத் தூண்டும் சேர்மங்களின் உற்பத்தியை அதிகரிக்க CRISPR மரபணுத் திருத்தத் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தினர். இந்த உயிர்ப்படலங்களில், நைட்ரஜன் மாற்றத்தை மேம்படுத்தும் பாக்டீரியாக்கள் உள்ளன. இதன் விளைவாக, பாக்டீரியாக்களின் நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்தும் செயல்பாடு அதிகரித்து, தாவரத்திற்குக் கிடைக்கும் அம்மோனியத்தின் அளவும் கூடுகிறது.
"மண்ணில் நைட்ரஜன் பற்றாக்குறை நிலவும் சூழலில் வளர்க்கப்பட்டபோது, ​​மேம்படுத்தப்பட்ட நெற்பயிர்கள் அதிக தானிய விளைச்சலைக் காட்டின," என்று ஆய்வாளர்கள் அந்த ஆய்வறிக்கையில் எழுதியுள்ளனர். "தானியங்களில் உயிரியல் நைட்ரஜன் நிலைநிறுத்தத்தைத் தூண்டுவதற்கும், கனிம நைட்ரஜன் உள்ளடக்கத்தைக் குறைப்பதற்கும் ஃபிளாவனாய்டு உயிர் தொகுப்புப் பாதையைக் கையாளுவதை எங்கள் முடிவுகள் ஆதரிக்கின்றன. உரப் பயன்பாடு. உண்மையான உத்திகள்."
மற்ற தாவரங்களும் இந்த வழியைப் பயன்படுத்தலாம். கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகம் இந்தத் தொழில்நுட்பத்திற்குக் காப்புரிமை கோரி விண்ணப்பித்துள்ளது, தற்போது அதற்காகக் காத்திருக்கிறது. இந்த ஆராய்ச்சிக்கு வில் டபிள்யூ. லெஸ்டர் அறக்கட்டளை நிதியுதவி அளித்தது. மேலும், பேயர் கிராப் சயின்ஸ் இந்தத் தலைப்பில் மேற்கொள்ளப்படும் மேலதிக ஆராய்ச்சிகளுக்கு ஆதரவளிக்கிறது.
"நைட்ரஜன் உரங்கள் மிகவும் விலை உயர்ந்தவை," என்று ப்ளூம்வால்ட் கூறினார். "அந்தச் செலவுகளை நீக்கக்கூடிய எந்தவொரு விஷயமும் முக்கியமானது. ஒருபுறம், இது பணப் பிரச்சினை, ஆனால் நைட்ரஜன் சுற்றுச்சூழலில் தீங்கு விளைவிக்கும் பாதிப்புகளையும் கொண்டுள்ளது."
இடப்படும் உரங்களில் பெரும்பாலானவை, மண்ணிலும் நிலத்தடி நீரிலும் கசிந்து வீணாகின்றன. ப்ளூம்வால்டின் இந்தக் கண்டுபிடிப்பு, நைட்ரஜன் மாசுபாட்டைக் குறைப்பதன் மூலம் சுற்றுச்சூழலைப் பாதுகாக்க உதவக்கூடும். "இது, அதிகப்படியான நைட்ரஜன் உரப் பயன்பாட்டைக் குறைக்கும் ஒரு நிலையான மாற்று விவசாய முறையை வழங்கக்கூடும்," என்று அவர் கூறினார்.