تلویزیون اینترنتی کشاورزپلاس: محققان توانایی پنهان گیاهان را آشکار کردند که می‌تواند به حذف مواد شیمیایی مضر از کشاورزی منجر شود چرا که گندم، دومین غله پرکشت جهان است و پرورش آن به مقادیر زیادی کود نیتروژنی نیاز دارد.

اما هم اکنون یک دستکاری ژنتیکی جدید موفق در زمینه تثبیت نیتروژن می‌تواند به گندم کمک کند که خودش را بارور کند و سالانه بیش از یک میلیارد دلار صرفه‌جویی برای کشاورزان به همراه داشته باشد.

دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا، دیویس روشی یافته‌اند که به گندم کمک می‌کند نیتروژن را به‌طور طبیعی به دست آورد. آنان از کریسپر، ابزار ویرایش ژن، برای افزایش سطح آپی‌ژنین — ماده‌ای شیمیایی که گیاه به طور طبیعی تولید می‌کند — استفاده کردند.

مقدار اضافی آپی‌ژنین از ریشه‌ها ترشح می‌شود و باکتری‌های اطراف را وادار به تشکیل بیوفیلم‌های چسبنده می‌کند. این لایه‌ها جیب‌های کم‌اکسیژن ایجاد می‌کنند که در آن میکروب‌ها قادرند نیتروژن هوا را گرفته و به غذای گیاه تبدیل کنند.

تیم پژوهشی حدود ۲۸۰۰ ماده شیمیایی گیاهی را بررسی کرد. 20 مورد باعث شدند باکتری‌های خاک بیوفیلم بسازند — و در این میان، آپی‌ژنین در صدر قرار گرفت. سپس آن‌ها با استفاده از کریسپر چندگانه مسیر فلاون را در گندم نان (هگزاپلوئید) تقویت کردند.

 در آزمایش‌های کم‌نیتروژن، گیاهان ویرایش‌شده سبزتر ماندند، نور بیشتری جذب کردند و محصول بیشتری دادند. ریشه‌های این گیاهان همچنین آپی‌ژنین بیشتری آزاد کردند که با رشد اضافی بیوفیلم در اطرافشان هماهنگ بود.

این رویکرد بر اساس آزمایش‌های برنج در UC Davis بنا شده است و تیم‌ها اکنون در حال بررسی آن در غلات دیگر هستند. تحقیقات بر روی کودهای طبیعی در حبوبات نیز مسیری مشابه دارد؛ استفاده از زیست‌شناسی گیاهی برای کاهش وابستگی به نهاده‌های شیمیایی. برخی پژوهش‌ها هم به کارگیری قارچ‌ها برای پاکسازی زیستی خاک آلوده را آزمایش می‌کنند.

هر سال کشاورزان میلیون‌ها تن کود نیتروژنی مصرف می‌کنند، اما گیاهان تنها ۳۰ تا ۵۰ درصد آن را جذب می‌کنند. باقی‌مانده وارد رودخانه‌ها و دریاچه‌ها می‌شود — جلبک‌ها را تغذیه کرده و اکسیژن آب را کاهش می‌دهد، به طوری که ماهی‌ها دچار مشکل می‌شوند. بخشی نیز به اکسید نیتروژن تبدیل می‌شود؛ گازی گلخانه‌ای با قدرت گرمایش بسیار بیشتر از دی‌اکسیدکربن.

وزارت کشاورزی آمریکا هزینه مصرف کود در این کشور را در سال ۲۰۲۳ حدود ۳۶ میلیارد دلار برآورد کرده است. کاهش این اتلاف، هم به حیات وحش کمک می‌کند و هم ایمنی آب آشامیدنی را بالا می‌برد.

منبع: thecooldown