ഡേവിസിലെ കാലിഫോർണിയ സർവകലാശാലയിലെ ഡോ. എഡ്വേർഡോ ബ്ലംവാൾഡും (വലത്) പിഎച്ച്ഡി അഖിലേഷ് യാദവും അവരുടെ സംഘത്തിലെ മറ്റ് അംഗങ്ങളും ചേർന്ന് മണ്ണിലെ ബാക്ടീരിയകൾ സസ്യങ്ങൾക്ക് ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്ന കൂടുതൽ നൈട്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിനായി അരിയിൽ മാറ്റം വരുത്തി. [ട്രിന ക്ലൈസ്റ്റ്/യുസി ഡേവിസ്]
മണ്ണിലെ ബാക്ടീരിയകളുടെ വളർച്ചയ്ക്ക് ആവശ്യമായ നൈട്രജൻ സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നതിന് നെല്ല് എഞ്ചിനീയറിംഗ് ചെയ്യുന്നതിന് ഗവേഷകർ CRISPR ഉപയോഗിച്ചു. ഈ കണ്ടെത്തലുകൾ വിളകൾ വളർത്താൻ ആവശ്യമായ നൈട്രജൻ വളത്തിന്റെ അളവ് കുറയ്ക്കുകയും, അമേരിക്കൻ കർഷകർക്ക് ഓരോ വർഷവും കോടിക്കണക്കിന് ഡോളർ ലാഭിക്കുകയും, നൈട്രജൻ മലിനീകരണം കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ പരിസ്ഥിതിക്ക് പ്രയോജനം ചെയ്യുകയും ചെയ്യും.
"സസ്യങ്ങൾ അവിശ്വസനീയമായ രാസ ഫാക്ടറികളാണ്," പഠനത്തിന് നേതൃത്വം നൽകിയ ഡേവിസിലെ കാലിഫോർണിയ സർവകലാശാലയിലെ സസ്യശാസ്ത്ര പ്രൊഫസറായ ഡോ. എഡ്വേർഡോ ബ്ലംവാൾഡ് പറഞ്ഞു. അരിയിലെ എപിജെനിന്റെ വിഘടനം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് അദ്ദേഹത്തിന്റെ സംഘം CRISPR ഉപയോഗിച്ചു. എപിജെനിനും മറ്റ് സംയുക്തങ്ങളും ബാക്ടീരിയൽ നൈട്രജൻ ഫിക്സേഷന് കാരണമാകുമെന്ന് അവർ കണ്ടെത്തി.
അവരുടെ കൃതികൾ പ്ലാന്റ് ബയോടെക്നോളജി ജേണലിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു ("അരി ഫ്ലേവനോയിഡ് ബയോസിന്തസിസിന്റെ ജനിതക പരിഷ്കരണം മണ്ണിലെ നൈട്രജൻ സ്ഥിരീകരണ ബാക്ടീരിയകൾ ബയോഫിലിം രൂപീകരണത്തെയും ജൈവ നൈട്രജൻ സ്ഥിരീകരണത്തെയും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു").
സസ്യവളർച്ചയ്ക്ക് നൈട്രജൻ അത്യാവശ്യമാണ്, പക്ഷേ സസ്യങ്ങൾക്ക് വായുവിൽ നിന്നുള്ള നൈട്രജനെ നേരിട്ട് ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു രൂപത്തിലേക്ക് മാറ്റാൻ കഴിയില്ല. പകരം, മണ്ണിലെ ബാക്ടീരിയകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന അമോണിയ പോലുള്ള അജൈവ നൈട്രജനെ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിനെയാണ് സസ്യങ്ങൾ ആശ്രയിക്കുന്നത്. സസ്യ ഉൽ‌പാദനക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് നൈട്രജൻ അടങ്ങിയ വളങ്ങളുടെ ഉപയോഗത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് കാർഷിക ഉൽ‌പാദനം.
"അന്തരീക്ഷ നൈട്രജൻ സ്ഥിരപ്പെടുത്താൻ മണ്ണിലെ ബാക്ടീരിയകളെ അനുവദിക്കുന്ന രാസവസ്തുക്കൾ സസ്യങ്ങൾക്ക് ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയുമെങ്കിൽ, നമുക്ക് സസ്യങ്ങളെ കൂടുതൽ രാസവസ്തുക്കൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ എഞ്ചിനീയർ ചെയ്യാൻ കഴിയും," അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു. "ഈ രാസവസ്തുക്കൾ മണ്ണിലെ ബാക്ടീരിയകളെ നൈട്രജൻ സ്ഥിരപ്പെടുത്താൻ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും സസ്യങ്ങൾ തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന അമോണിയം ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അതുവഴി രാസവളങ്ങളുടെ ആവശ്യകത കുറയ്ക്കുന്നു."
നെൽച്ചെടികളിലെ ബാക്ടീരിയയുടെ നൈട്രജൻ സ്ഥിരീകരണ പ്രവർത്തനം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്ന സംയുക്തങ്ങളായ എപിജെനിൻ, മറ്റ് ഫ്ലേവനോയ്ഡുകൾ എന്നിവ തിരിച്ചറിയാൻ ബ്രൂംവാൾഡിന്റെ സംഘം രാസ വിശകലനവും ജീനോമിക്സും ഉപയോഗിച്ചു.
തുടർന്ന് അവർ രാസവസ്തുക്കൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള വഴികൾ തിരിച്ചറിയുകയും ബയോഫിലിം രൂപീകരണത്തെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്ന സംയുക്തങ്ങളുടെ ഉത്പാദനം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് CRISPR ജീൻ-എഡിറ്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്തു. ഈ ബയോഫിലിമുകളിൽ നൈട്രജൻ പരിവർത്തനം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്ന ബാക്ടീരിയകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. തൽഫലമായി, ബാക്ടീരിയയുടെ നൈട്രജൻ-ഫിക്സിംഗ് പ്രവർത്തനം വർദ്ധിക്കുകയും ചെടിക്ക് ലഭ്യമായ അമോണിയത്തിന്റെ അളവ് വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
"മണ്ണിലെ നൈട്രജൻ പരിമിതമായ സാഹചര്യങ്ങളിൽ വളർത്തിയപ്പോൾ മെച്ചപ്പെട്ട നെൽച്ചെടികൾ ധാന്യ വിളവ് വർദ്ധിപ്പിച്ചു," ഗവേഷകർ പ്രബന്ധത്തിൽ എഴുതി. "ധാന്യങ്ങളിൽ ജൈവ നൈട്രജൻ സ്ഥിരീകരണം പ്രേരിപ്പിക്കുന്നതിനും അജൈവ നൈട്രജന്റെ അളവ് കുറയ്ക്കുന്നതിനുമുള്ള ഒരു മാർഗമായി ഫ്ലേവനോയിഡ് ബയോസിന്തസിസ് പാതയിലെ കൃത്രിമത്വത്തെ ഞങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു. വള ഉപയോഗം. യഥാർത്ഥ തന്ത്രങ്ങൾ."
മറ്റ് സസ്യങ്ങൾക്കും ഈ വഴി ഉപയോഗിക്കാം. കാലിഫോർണിയ സർവകലാശാല ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പേറ്റന്റിനായി അപേക്ഷിക്കുകയും നിലവിൽ അതിനായി കാത്തിരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. വിൽ ഡബ്ല്യു. ലെസ്റ്റർ ഫൗണ്ടേഷനാണ് ഗവേഷണത്തിന് ധനസഹായം നൽകിയത്. കൂടാതെ, ഈ വിഷയത്തെക്കുറിച്ചുള്ള കൂടുതൽ ഗവേഷണങ്ങളെ ബേയർ ക്രോപ്പ് സയൻസ് പിന്തുണയ്ക്കുന്നു.
"നൈട്രജൻ വളങ്ങൾ വളരെ വളരെ ചെലവേറിയതാണ്," ബ്ലംവാൾഡ് പറഞ്ഞു. "ആ ചെലവുകൾ ഇല്ലാതാക്കാൻ കഴിയുന്ന എന്തും പ്രധാനമാണ്. ഒരു വശത്ത്, ഇത് പണത്തിന്റെ പ്രശ്നമാണ്, പക്ഷേ നൈട്രജന് പരിസ്ഥിതിയിലും ദോഷകരമായ ഫലങ്ങൾ ഉണ്ട്."
പ്രയോഗിക്കുന്ന വളങ്ങളിൽ ഭൂരിഭാഗവും നഷ്ടപ്പെട്ട് മണ്ണിലേക്കും ഭൂഗർഭജലത്തിലേക്കും ഒഴുകിയെത്തുന്നു. നൈട്രജൻ മലിനീകരണം കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ പരിസ്ഥിതിയെ സംരക്ഷിക്കാൻ ബ്ലംവാൾഡിന്റെ കണ്ടെത്തലിന് കഴിയും. "അധിക നൈട്രജൻ വളങ്ങളുടെ ഉപയോഗം കുറയ്ക്കുന്ന ഒരു സുസ്ഥിര ബദൽ കൃഷിരീതി ഇത് നൽകും," അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു.