Kaliforniýa uniwersitetindäki doktor Eduardo Blumwald (sagda) we Akhileş Ýadaw, doktorlyk ylymlarynyň doktory we olaryň toparynyň beýleki agzalary Dewisdäki Kaliforniýa uniwersitetinde toprak bakteriýalarynyň ösümlikleriň ulanyp biljek has köp azot öndürmegine itergi bermek üçin tüwini üýtgetdiler. [Trina Kleist/UC Dewis]
Barlagçylar CRISPR-i ulanyp, topragyň bakteriýalarynyň ösüşi üçin zerur bolan azoty düzeltmegini höweslendirmek maksady bilen tüwi inženerçiligini döretdiler. Bu netijeler ekinleri ösdürmek üçin zerur bolan azot dökünleriniň mukdaryny azaldyp, amerikan daýhanlaryna her ýyl milliardlarça dollar tygşytlamaga we azot hapalanmagyny azaltmak arkaly daşky gurşawa peýda getirmäge mümkinçilik berer.
“Ösümlikler ajaýyp himiki zawodlardyr” diýip, barlaga ýolbaşçylyk eden Dewis şäherindäki Kaliforniýa uniwersitetiniň ösümlik ylymlary boýunça tanymal professory doktor Eduardo Blumwald aýtdy. Onuň topary tüwidäki apigeniniň dargamagyny güýçlendirmek üçin CRISPR ulandy. Olar apigeniniň we beýleki birleşmeleriň bakteriýalaryň azot fiksasiýasyna sebäp bolýandygyny anykladylar.
Olaryň işi “Plant Biotechnology” žurnalynda çap edildi (“Güri flavonoid biosinteziniň genetik modifikasiýa edilmegi bioplenkanyň emele gelmegini we topragyň azotyny saklaýjy bakteriýalar tarapyndan biologik azotyň berkidilmegini güýçlendirýär”).
Azot ösümlikleriň ösüşi üçin möhümdir, ýöne ösümlikler howadaky azoty gönüden-göni ulanyp biljek görnüşine öwrüp bilmeýärler. Munuň ýerine, ösümlikler toprakdaky bakteriýalar tarapyndan öndürilýän ammiak ýaly organiki däl azoty özleşdirmäge bil baglaýarlar. Oba hojalyk önümçiligi ösümlikleriň öndürijiligini ýokarlandyrmak üçin azot saklaýan dökünleri ulanmaga esaslanýar.
“Eger ösümlikler toprak bakteriýalarynyň atmosfera azotyny düzeltmegine mümkinçilik berýän himiki maddalary öndürip bilseler, biz ösümlikleri bu himiki maddalaryň has köp öndürmegi üçin inženerçilik edip bileris” diýip, ol aýtdy. “Bu himiki maddalar toprak bakteriýalarynyň azoty düzeltmegine itergi berýär we ösümlikler emele gelen ammoniumy ulanýarlar, şeýdip himiki dökünlere bolan zerurlygy azaldýarlar”.
Broomwaldyň topary himiki analizleri we genomikany ulanyp, şaly ösümliklerinde bakteriýalaryň azot fiksasiýa işjeňligini güýçlendirýän birleşmeleri - apigenin we beýleki flavonoidleri - anyklady.
Soňra olar himiki maddalary öndürmegiň ýollaryny anykladylar we biofilmleriň emele gelmegini höweslendirýän birleşmeleriň öndürilişini artdyrmak üçin CRISPR gen redaktirlemek tehnologiýasyny ulandylar. Bu biofilmlerde azotyň özgerdilmegini güýçlendirýän bakteriýalar bar. Netijede, bakteriýalaryň azot fiksasiýa işjeňligi artýar we ösümlige elýeterli ammoniumyň mukdary artýar.
“Gowulandyrylan şaly ösümlikleri toprak azoty çäkli şertlerde ösdürilip ýetişdirilende däne hasylynyň artandygyny görkezdi” diýip, ylmy işgärler makalada ýazdylar. “Biziň netijelerimiz dänelerde biologiki azotyň fiksasiýasyny döretmek we organiki däl azotyň mukdaryny azaltmak üçin flavonoid biosintez ýolunyň manipulýasiýasyny goldaýar. Dökünleriň ulanylyşy. Hakyky strategiýalar.”
Beýleki ösümlikler hem bu ýoly ulanyp bilerler. Kaliforniýa uniwersiteti bu tehnologiýa üçin patent almak üçin ýüz tutdy we häzirki wagtda ony garaşýar. Bu ylmy iş Will W. Lester gaznasy tarapyndan maliýeleşdirildi. Mundan başga-da, Bayer CropScience bu tema boýunça mundan beýläk-de ylmy işleri goldaýar.
“Azot dökünleri örän, örän gymmat” diýip, Blumwald aýtdy. “Şol çykdajylary aradan aýyryp biljek islendik zat möhümdir. Bir tarapdan, bu pul meselesi, ýöne azotyň daşky gurşawa zyýanly täsiri hem bar”.
Ulanylýan dökünleriň köpüsi topraga we ýerasty suwlara siňip, ýitirilýär. Blumwaldyň açyşy azotyň hapalanmagyny azaltmak arkaly daşky gurşawy goramaga kömek edip biler. “Bu azot dökünleriniň artykmaç ulanylyşyny azaldýan durnukly alternatiw oba hojalyk tejribesini üpjün edip biler” diýip, ol aýtdy.