Eduardo Blumwald doktoreak (eskuinean) eta Akhilesh Yadav doktoreak, eta Kaliforniako Unibertsitateko (Davis) taldeko beste kide batzuek arroza aldatu zuten lurzoruko bakterioek landareek erabil dezaketen nitrogeno gehiago ekoizteko. [Trina Kleist/UC Davis]
Ikertzaileek CRISPR erabili zuten arroza diseinatzeko, lurzoruko bakterioek hazteko behar duten nitrogenoa finka dezaten. Aurkikuntzek laboreak hazteko behar den nitrogeno ongarri kopurua murriztu dezakete, urtero milaka milioi dolar aurreztuz Amerikako nekazarientzat eta ingurumenari mesede eginez nitrogeno kutsadura murriztuz.
«Landareak produktu kimikoen fabrika izugarriak dira», esan zuen Eduardo Blumwald doktoreak, Kaliforniako Unibertsitateko (Davis) landare-zientzietako irakasle ospetsuak, ikerketa zuzendu zuenak. Bere taldeak CRISPR erabili zuen arrozean apigenina matxura hobetzeko. Apigeninak eta beste konposatu batzuek bakterioen nitrogenoaren finkapena eragiten dutela aurkitu zuten.
Haien lana Plant Biotechnology aldizkarian argitaratu zen (“Arrozaren flavonoideen biosintesiaren aldaketa genetikoak biofilmen eraketa eta lurzoruko nitrogenoa finkatzen duten bakterioen nitrogenoaren finkapen biologikoa hobetzen ditu”).
Nitrogenoa ezinbestekoa da landareen hazkuntzarako, baina landareek ezin dute zuzenean nitrogenoa airetik erabil dezaketen forma batean bihurtu. Horren ordez, landareek lurzoruko bakterioek sortutako nitrogeno ez-organikoa xurgatzeaz fidatzen dira, hala nola amoniakoa. Nekazaritza-ekoizpena landareen produktibitatea handitzeko nitrogenoa duten ongarriak erabiltzean oinarritzen da.
«Landareek lurzoruko bakterioei nitrogeno atmosferikoa finkatzeko aukera ematen dieten produktu kimikoak ekoizten badituzte, landareak produktu kimiko horietako gehiago ekoizteko diseinatu ditzakegu», esan zuen. «Produktu kimiko hauek lurzoruko bakterioei nitrogenoa finkatzera bultzatzen dituzte eta landareek sortutako amonioa erabiltzen dute, horrela ongarri kimikoen beharra murriztuz».
Broomwalden taldeak analisi kimikoa eta genomika erabili zituen arroz-landareetan bakterioen nitrogeno-finkatzeko jarduera hobetzen duten konposatuak –apigenina eta beste flavonoide batzuk– identifikatzeko.
Ondoren, produktu kimikoak ekoizteko bideak identifikatu zituzten eta CRISPR geneen edizio-teknologia erabili zuten biofilmen eraketa estimulatzen duten konposatuen ekoizpena handitzeko. Biofilm hauek nitrogenoaren eraldaketa hobetzen duten bakterioak dituzte. Ondorioz, bakterioen nitrogenoa finkatzeko jarduera handitzen da eta landarearentzat eskuragarri dagoen amonio kopurua handitzen da.
«Hobetutako arroz landareek ale-errendimendu handiagoa erakutsi zuten lurzoruko nitrogeno mugatuko baldintzetan hazi zirenean», idatzi zuten ikertzaileek artikuluan. «Gure emaitzek flavonoideen biosintesi bidearen manipulazioa babesten dute, aleetan nitrogeno biologikoaren finkapena eragiteko eta nitrogeno ez-organikoaren edukia murrizteko modu gisa. Ongarrien erabilera. Benetako estrategiak».
Beste landare batzuek ere erabil dezakete bide hau. Kaliforniako Unibertsitateak teknologiaren patentea eskatu du eta une honetan zain dago. Ikerketa Will W. Lester Fundazioak finantzatu du. Horrez gain, Bayer CropScience-k gai honi buruzko ikerketa gehiago babesten ditu.
«Nitrogeno ongarriak oso-oso garestiak dira», esan zuen Blumwaldek. «Kostu horiek ezabatzen dituen edozer gauza garrantzitsua da. Alde batetik, diru kontua da, baina nitrogenoak ingurumenean ere eragin kaltegarriak ditu».
Aplikatutako ongarri gehienak galtzen dira, lurzoruan eta lurpeko uretan iragaziz. Blumwalden aurkikuntzak ingurumena babesten lagun dezake nitrogeno kutsadura murriztuz. "Horrek nekazaritza praktika alternatibo jasangarri bat eskain lezake, gehiegizko nitrogeno ongarriaren erabilera murriztuko lukeena", esan zuen.