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://eb37c572.delivery.rocketcdn.me/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
Jeden z największych magazynów energii w Polsce oficjalnie otwarty. Obiekt o mocy 200 MW wesprze stabilność KSE
W miejscowości Turośń Kościelna w województwie podlaskim uruchomiono jeden z największych bateryjnych magazynów energii w Polsce. Obiekt dysponuje mocą 200 MW oraz pojemnością 800 MWh, co pozwala na oddawanie energii do sieci z pełną mocą przez około cztery godziny. Inwestycja stanowi kolejny przykład dynamicznego rozwoju wielkoskalowych magazynów energii w Polsce, które stają się jednym z kluczowych elementów transformacji krajowego systemu elektroenergetycznego.
ACER otwiera konsultacje publiczne dotyczące nowych zasad raportowania danych REMIT
Agencja ds. Współpracy Organów Regulacji Energetyki (ACER) rozpoczęła konsultacje publiczne projektów dokumentów dotyczących zmienionych zasad raportowania danych w ramach nowelizacji rozporządzenia REMIT oraz nowych wytycznych wykonawczych.
TAURON pozyskuje 1,12 mld zł z EBI na farmę wiatrową w Miejskiej Górce – największa inwestycja OZE w regionie
TAURON uzyskał 1,12 mld zł finansowania z Europejskiego Banku Inwestycyjnego na budowę jednej z największych farm wiatrowych w Polsce – w Miejskiej Górce. Inwestycja wzmocni pozycję Grupy w transformacji energetycznej i przyczyni się do realizacji celów klimatycznych.
Fundacja Energa inwestuje w bezpieczeństwo przejazdów kolejowych – aktywne znaki STOP na Pomorzu i Warmii
Na 85 przejazdach kolejowych kategorii D w regionach Pomorza, Warmii i Mazur pojawią się innowacyjne, aktywne znaki STOP. Fundacja Energa przeznaczyła na ten cel ponad 1,2 mln zł, by poprawić bezpieczeństwo i ograniczyć liczbę wypadków na niebezpiecznych przejazdach.
147 nowych przyłączy dla stacji ładowania – rusza wielka modernizacja sieci dla elektromobilności
Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej oraz operatorzy OSD inwestują 1,26 mld zł w rozbudowę i modernizację sieci elektroenergetycznych. Powstanie 147 nowych lub zmodernizowanych miejsc dostarczania energii dla stacji ładowania dużej mocy, co przyspieszy rozwój elektromobilności w Polsce.
Renaturyzacja rzek z rekordowym wsparciem: 100 mln zł dla samorządów i NGO w programie FEnIKS
Samorządy i organizacje pozarządowe po raz pierwszy mogą ubiegać się o bezzwrotne środki na renaturyzację rzek, jezior i mokradeł. W ramach programu FEnIKS dostępnych jest 100 mln zł, z możliwością dofinansowania nawet 79,71% kosztów projektów.
Komentarze