Przełom w biotechnologii: drobna mutacja korzenia pozwala roślinom same się nawozić
Naukowcy z duńskiego Uniwersytetu w Aarhus odkryli, że zmiana zaledwie dwóch aminokwasów w białku korzenia może umożliwić zbożom samodzielne wiązanie azotu. Osiągnięcie to otwiera drogę do ograniczenia stosowania nawozów sztucznych i emisji CO2 w rolnictwie.
![srodowisko [default]](https://enerad.pl/wp-content/uploads/srodowisko_default_3.webp)
Nowatorska metoda: jak niewielka zmiana białka może zrewolucjonizować rolnictwo
Międzynarodowy zespół naukowców pod kierunkiem prof. Kaspera Røjkjæra Andersena i prof. Simony Radutoiu z Uniwersytetu w Aarhus (Dania) dokonał przełomowego odkrycia, które może zmienić sposób nawożenia upraw. Badacze wykazali, że wystarczy zmodyfikować dwa aminokwasy w jednym z białek receptorowych korzenia, aby roślina zamiast zwalczać bakterie azotowe — zaczęła z nimi współpracować.
Naturalna symbioza: klucz do samonawożących się roślin
W przyrodzie tylko nieliczne rośliny, takie jak groch, fasola czy koniczyna, potrafią same wiązać azot atmosferyczny dzięki symbiozie z bakteriami. Większość upraw, w tym zboża, wymaga dostarczania azotu w postaci nawozów sztucznych, co generuje znaczące koszty i emisje CO2.
Badania zespołu z Aarhus pozwoliły zidentyfikować niewielki fragment białka korzeniowego, nazwany Symbiosis Determinant 1, który działa jak przełącznik – decyduje, czy roślina aktywuje obronę przed bakteriami, czy podejmuje z nimi współpracę.
Jak działa przełącznik symbiozy?
Rośliny rozpoznają mikroorganizmy glebowe za pomocą receptorów na powierzchni komórek. Odpowiedź immunologiczna lub symbioza zależy od odczytu sygnałów chemicznych. Zespół z Aarhus wykazał, że zmiana zaledwie dwóch aminokwasów w tym białku wystarcza, by receptor z funkcji obronnej przeszedł w tryb wspierania symbiozy z bakteriami wiążącymi azot.
Jesteśmy o krok bliżej do bardziej ekologicznej i przyjaznej dla klimatu produkcji żywności.
– podsumowują prof. Kasper Røjkjær Andersen i prof. Simona Radutoiu.
Potencjał dla zbóż i globalnego rolnictwa
Po udanych testach na modelowej roślinie Lotus japonicus, naukowcy z powodzeniem zastosowali tę metodę w jęczmieniu. To pierwszy krok do inżynierii zbóż takich jak pszenica, kukurydza czy ryż, które mogłyby samodzielnie wiązać azot — podobnie jak rośliny strączkowe.
To naprawdę niezwykłe, że możemy wziąć receptor z jęczmienia, wprowadzić drobne zmiany i uzyskać działającą symbiozę azotową.
– komentuje prof. Kasper Røjkjær Andersen.
Jeśli uda się przenieść tę cechę do szeroko uprawianych roślin, możliwe będzie zmniejszenie zużycia nawozów azotowych, co obecnie odpowiada za około 2% światowego zużycia energii i generuje znaczne emisje CO2.
Wyzwania i dalsze kierunki badań
Choć osiągnięcie duńskich naukowców otwiera nowe możliwości, do pełnego wdrożenia tej technologii potrzeba jeszcze identyfikacji innych kluczowych czynników umożliwiających symbiozę w zbożach.
Tylko nieliczne rośliny potrafią dziś tworzyć symbiozę. Jeśli uda się rozszerzyć tę zdolność na szeroko uprawiane gatunki, może to diametralnie zmienić zapotrzebowanie na nawozy azotowe.
– podkreśla prof. Simona Radutoiu.
Znaczenie dla efektywności i zrównoważonego rozwoju
Odkrycie to może mieć ogromne znaczenie dla efektywności energetycznej i ograniczenia śladu węglowego rolnictwa. Zmniejszenie zużycia nawozów sztucznych to nie tylko oszczędność kosztów, ale także realny krok ku bardziej zrównoważonemu systemowi produkcji żywności.
Źródło: ScienceDaily
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
Fortum rozszerza współpracę ze Steady Energy nad reaktorami SMR do ciepłownictwa
Fińska spółka energetyczna Fortum zacieśnia współpracę z firmą Steady Energy, inwestując w rozwój małych reaktorów modułowych (SMR) dedykowanych produkcji ciepła. Nowa umowa obejmuje wsparcie eksperckie oraz inwestycję kapitałową w innowacyjny reaktor LDR-50.
Coraz większa rola osadów ściekowych w produkcji energii i odzysku fosforu w Niemczech
Niemieckie oczyszczalnie ścieków coraz częściej wykorzystują osady ściekowe do produkcji energii i odzysku cennych surowców, takich jak fosfor. Najnowsze dane Federalnego Urzędu Statystycznego za 2024 rok pokazują zmiany w sposobach zagospodarowania tych odpadów.
Globalne wyzwania i szanse: amoniak jako nośnik energii i wodoru według badaczy MIT
Amoniak może odegrać kluczową rolę w dekarbonizacji energetyki i transporcie wodoru. Nowe badania MIT pokazują, jakie są koszty i emisje różnych technologii produkcji amoniaku na świecie.
Najbogatszy 1% świata zużył swój roczny limit emisji CO2 w 10 dni – analiza Oxfam
Nowa analiza Oxfam ujawnia, że najbogatszy 1% globalnej populacji przekroczył swój roczny limit emisji CO2 już w pierwszych 10 dniach 2026 roku. Wyniki te podkreślają rosnącą nierówność klimatyczną i konieczność zdecydowanych działań wobec największych emitentów.
Autonomiczne dostawcze robovany w Chinach – szybki rozwój i wyzwania technologiczne
W chińskich miastach coraz częściej pojawiają się autonomiczne pojazdy dostawcze. Innowacyjne rozwiązania przyciągają uwagę, ale niosą też nowe wyzwania dla bezpieczeństwa i infrastruktury.
Ponad 4 mln zł z KPO na termomodernizację szkoły i przedszkola w Przedczu
Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej podpisał dwie umowy na dofinansowanie kompleksowej termomodernizacji Szkoły Podstawowej i Przedszkola Gminnego w Przedczu. Projekty otrzymały ponad 4 mln zł bezzwrotnej dotacji z KPO.
Komentarze