ניתן להשתמש בגנים המקבעים חנקן לגידול מזון רב יותר עם פחות משאבים

"יש עניין הולך וגובר בהפחתת כמות הדשנים החקלאיים המשמשים כי זה יקר, יש לו השפעה שלילית על הסביבה ודורשת אנרגיה רבה", אמר המחבר המשותף ג'ון פיטרס, מנהל המכון לביוכימיה ב- WSU. ברחבי העולם ישנם יתרונות עצומים לפיתוח דרכים להגדלת תרומת קיבוע החנקן הביולוגי לייצור היבולים. "

herbest

מחקר הצוות יכול לעזור לשתף את היתרונות הסימביוטיים של קטניות, עליהם הסתמכו החקלאים במשך מאות שנים כדי להעשיר את האדמה באופן טבעי.


קטניות, כמו גרגירי חומוס ועדשים, זקוקים לדשן הרבה פחות מגידולים אחרים מכיוון שהם יוצרים קשר סימביוטי עם החיידקים הגדלים ברקמת השורש שלהם. חיידקים אלו ממירים חנקן לאמוניה באמצעות תהליך המכונה קיבוע חנקן ביולוגי.


חיידקים מוציאים חנקן מהאוויר והופכים אותו לאמוניה, שצמחים צריכים לגדול. צמחים, בתורם, מספקים פחמן וחומרים מזינים אחרים למיקרובים.


על מנת לעבוד יחד, קטניות ומיקרובים התפתחו כדי לשלוח איתותים שכל אחד יכול להבין. כאשר חיידקים זקוקים לחנקן קבוע, הצמחים שולחים אליהם אותות כימיים. החיידקים מפיקים אות דומה המאפשר לצמחים לדעת מתי להשתמש בפחמן.


כדי לפתח שיטות סינתטיות לסימביוזה בין חיידקים וגידולים אחרים, מדענים פעלו לזיהוי קבוצות גנים בחיידקים המקבעים חנקן ואז להוסיף את קבוצות הגנים הללו לחיידקים אחרים.


"זה רק צעד אחד, למרות שזה צעד גדול בדרך, להבין כיצד לקדם קיבוע חנקן ביולוגי כדי לתרום תרומה גדולה וגדולה יותר לייצור הגידולים", אמר פיטרס. פיטרס ו- WSU מנהיגים שותפים בפרויקט עם פיליפ פול, עמית באוניברסיטת אוקספורד בבריטניה.


צמצום הביקוש לדשנים עשוי להשפיע מאוד על אספקת המזון, צריכת האנרגיה ועלויות החקלאות ברחבי העולם. דשן יקר מדי עבור חקלאים רבים ברחבי העולם. בלעדיהם, מזונות בעלי ערך תזונתי רבים לא היו מגודלים באזורים רבים בגלל המחסור בחנקן באדמה.


"המטרה היא להגדיל את ייצור המזון ולעזור להזין את העולם", אמר פיטרס. במדינות פחות מפותחות, מעבר מייצור מזון לשימוש ללא דשנים על בסיס חנקן עשוי להיות פיתוח עצום. הוספת החיידקים האלה זה כמו לשפוך קומבוצ'ה על השורש. "


המעבדה של פיטרס מתמחה בחקר התהליכים המטבוליים של חיידקים, או כיצד הם יוצרים ומשתמשים באנרגיה. המעבדה שלו מספקת תכנון לתפקיד קיבוע החנקן באורגניזמים שונים. ואז הסופר-שותף שלו, ביולוג סינתטי במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, יכול היה ליצור את המנגנונים הדרושים למיקרובים וצמחים.


"זה אתגר מורכב ורחב הדורש צוות גדול עם תחומי התמחות שונים", אומר פיטרס. אבל אם נצליח, התמורה לכוכב הלכת יכולה להיות עצומה. "


© Baoji Herbest ביו-טק ושות', בע מ