Простое генетическое изменение позволяет растениям более эффективно принять и использовать азот, основное питательное вещество в удобрении, сообщают исследователи теперь. Такие изменения в хлебных злаках могли помочь поддержать урожаи при сокращении зависимости фермеров от загрязнения удобрений.
Фермеры в большой части мира применяют основанное на азоте удобрение к своей земле, позволяя им пожинать более богатые урожаи. Все это удобрение добавляет примерно 100 миллионов тонн азота к биосфере – приблизительно столько же, сколько производится естественно всей жизнью на Земле.
Сток азота от областей загрязняет питьевую воду в сельских районах и создает большие мертвые зоны в прибрежных морях в мире (ScienceNOW, 8 ноября 2001). Для сокращения потребности в удобрении исследователи стремились развить хлебные злаки тот азот использования более эффективно.
Генные инженеры попытались повысить ферменты, помогающие растениям принять две наиболее распространенных формы азота, нитрата и аммиака, и преобразовать их в аминокислоты и протеины, необходимые для роста. Но это больше не делало растения эффективными.
Шуичи Янагишава из университета Окаямы в Курасики, Япония и его коллегах выбрал другой подход. Растения ассимилируют нитрат и аммиак путем вывешивания их на отделениях маленьких подобных сахару составов, как украшения на рождественской елке. Японские исследователи добавили ген зерна по имени Dof1, активизирующий несколько генов, что помощь производит те сладкие составы, таким образом давая растениям больше мест для приложения азота.
Стратегия работала. Растения Arabidopsis с объединенным геном Dof1 имели выше, чем обычные уровни подобных сахару составов. У них был почти дважды нормальный уровень аминокислот, и они включили на 28% больше азота в ткань.
И при условиях низкого азота, заставивших нормальные растения увядать и становиться желтыми, спроектированные растения остались зелеными и здоровыми. Исследователи также получили подобные но предварительные результаты на картофельных растениях, они сообщают онлайн на этой неделе в Продолжениях Национальной академии наук." Это – важный прорыв», говорит растение молекулярный биолог Найджел Кроуфорд из Калифорнийского университета, Сан-Диего.
Но несмотря на то, что взволновано результатами, он предостерегает, что исследователи должны будут проверить, вызвали ли генетические щипки какие-либо побочные эффекты – такие как создание растений, более вкусных насекомым – который сделает их менее полезными для хлебных злаков. «Вам нужна большая картина», говорит Кроуфорд.