Eduardo Blumwald doktoreak (eskuinean) eta Akhilesh Yadav doktoreak eta Kaliforniako Unibertsitateko Davis-eko taldeko beste kide batzuek arroza aldatu zuten lurzoruko bakterioek landareek erabil dezaketen nitrogeno gehiago ekoizteko. [Trina Kleist/UC Davis]
Ikertzaileek CRISPR erabili zuten arroza ingeniaritzeko lurzoruko bakterioak haien hazkuntzarako beharrezkoa den nitrogenoa finkatzeko. Aurkikuntzak laboreak hazteko behar den nitrogeno-ongarri kopurua murriztu dezakete, urtero amerikar nekazariek milaka milioi dolar aurreztuz eta ingurumenari mesede eginez nitrogenoaren kutsadura murriztuz.
"Landareak lantegi kimiko sinestezinak dira", esan zuen Eduardo Blumwald doktoreak, Kaliforniako Davis Unibertsitateko landare-zientzietako irakasle ospetsuak, ikerketa zuzendu zuenak. Bere taldeak CRISPR erabili zuen arrozaren apigeninaren haustura hobetzeko. Apigeninak eta beste konposatu batzuek bakterioen nitrogenoaren finkapena eragiten dutela aurkitu zuten.
Haien lana Plant Biotechnology aldizkarian argitaratu zen ("Genetic modification of rice flavonoid biosynthesis enhances biofilm formation and biological nitrogen fixation by soil nitrogen-fixing bacteria").
Nitrogenoa ezinbestekoa da landareen hazkuntzarako, baina landareek ezin dute zuzenean aireko nitrogenoa erabili ahal duten formara bihurtu. Horren ordez, landareek lurzoruan bakterioek sortutako nitrogeno ez-organikoa xurgatzean oinarritzen dira, amoniakoa adibidez. Nekazaritza-ekoizpena landareen produktibitatea areagotzeko nitrogenodun ongarrien erabileran oinarritzen da.
"Landareek lurzoruko bakterioek atmosferako nitrogenoa finkatzeko aukera ematen duten produktu kimikoak ekoizten badituzte, landareak produktu kimiko gehiago ekoizteko ingeniari ditzakegu", esan zuen. "Produktu kimiko hauek lurzoruko bakterioak nitrogenoa finkatzea bultzatzen dute eta landareek sortzen duten amonioa erabiltzen dute, eta, horrela, ongarri kimikoen beharra murrizten dute".
Broomwald-en taldeak analisi kimikoak eta genomika erabili zituen arroz landareetako konposatuak identifikatzeko –apigenina eta beste flavonoide batzuk– bakterioen nitrogeno finkatzaileen jarduera hobetzen duten.
Ondoren, produktu kimikoak ekoizteko bideak identifikatu zituzten eta CRISPR geneak editatzeko teknologia erabili zuten biofilmen eraketa estimulatzen duten konposatuen ekoizpena areagotzeko. Biofilm hauek nitrogenoaren eraldaketa hobetzen duten bakterioak dituzte. Ondorioz, bakterioen nitrogeno-finkatze-jarduera areagotu egiten da eta landarearen eskura dagoen amonio kantitatea handitzen da.
"Hobetutako arroz-landareek alearen etekina handiagoa izan zuten lurzoruko nitrogeno-baldintzetan hazten zirenean", idatzi zuten ikertzaileek paperean. "Gure emaitzek flavonoideen biosintesi bidearen manipulazioa onartzen dute, aleetan nitrogeno biologikoa finkatzeko eta nitrogeno inorganikoaren edukia murrizteko modu gisa. Ongarrien erabilera. Benetako estrategiak”.
Beste landare batzuek ere bide hau erabil dezakete. Kaliforniako Unibertsitateak teknologiari buruzko patente bat eskatu du eta gaur egun haren zain dago. Ikerketa Will W. Lester Fundazioak finantzatu zuen. Gainera, Bayer CropSciencek gai honi buruzko ikerketa gehiago onartzen ditu.
"Ongarri nitrogenatuak oso-oso garestiak dira", esan zuen Blumwaldek. «Gastu horiek ken ditzakeen edozer garrantzitsua da. Alde batetik, diru kontua da, baina nitrogenoak ere eragin kaltegarriak ditu ingurumenean».
Aplikaturiko ongarri gehienak galtzen dira, lurzoruan eta lurpeko uretara isurtzen dira. Blumwalden aurkikuntzak ingurumena babesten lagun dezake nitrogenoaren kutsadura murriztuz. "Horrek nekazaritza-praktika alternatibo iraunkor bat eman lezake, nitrogeno ongarrien gehiegizko erabilera murriztuko lukeena", esan zuen.