Tadqiqotchilar biologik azot fiksatsiyasi uchun mas'ul bo'lgan genetik mexanizm bakteriyalarning yangi shtammlariga o'tkazilishi mumkinligini ko'rsatdi, bu qishloq xo'jaligining ushbu muhim xususiyati tabiatda qanday tarqalishini aniqroq tushunishga yordam beradi va qishloq xo'jaligining sintetik azotli o'g'itlarga bog'liqligini kamaytirish uchun yangi yo'llarni ochadi.
Topilmalar, nashr etilganHozirgi biologiya28-mayda no‘xat va loviya kabi dukkakli ekinlar bilan simbiotik munosabatlarni tashkil etuvchi yovvoyi rizobiya-tuproq bakteriyalariga e’tibor qarating. Bu bakteriyalar atmosfera azotini o'simliklar foydalanishi mumkin bo'lgan shakllarga aylantirib, dukkakli ekinlarning tashqi azotli o'g'itlar bilan kam yoki umuman o'sishiga imkon beradi. Olimlarning ta'kidlashicha, tadqiqot ushbu simbiozni boshqaradigan genlarni ilgari qobiliyatga ega bo'lmagan bakterial nasllarga qanday qilib olishi mumkinligini yoritib beradi, bu boshqa ekinlarga biologik azot fiksatsiyasini kengaytirish yo'lidagi muhim qadamdir.
Simbiozning genetik asoslarini tushunish
Anjelikva P. Montoya va uning hamkasblari boshchiligidagi tadqiqot yovvoyi rizobiyalarda yangi paydo bo'lgan endosimbiotik munosabatlarning evolyutsion genomikasini o'rganib chiqdi. Bakteriyalar populyatsiyalari oʻrtasida azot{2}}fiksator genlar qanday harakat qilishini kuzatish orqali tadqiqotchilar bakteriyalarga oʻsimliklar bilan muvaffaqiyatli hamkorlik qilish imkonini beruvchi genetik yoʻllarni aniqlashga muvaffaq boʻlishdi.
Dukkaklilarda azot fiksatsiyasi maxsus ildiz tugunlariga bog'liq bo'lib, bu erda rizobiyalar biologik fiksatsiyalangan azot evaziga xos o'simlikdan uglevodlar oladi. Bu munosabatlar millionlab yillar davomida tabiiy ravishda rivojlangan bo'lsa-da, olimlar uzoq vaqtdan beri dukkakli bo'lmagan ekinlarda o'xshash tizimlarni -ko'paytirish yo'llarini izlab kelishgan.
Tadqiqot simbioz uchun zarur boʻlgan genetik xususiyatlar bakteriya nasl-nasabi boʻylab tarqalishi mumkinligi haqidagi yangi dalillarni taqdim etadi, bu esa azotni biriktiruvchi hamkorlikning evolyutsiyasi-ilgari tushunilganidan koʻra moslashuvchanroq boʻlishi mumkinligini koʻrsatadi. Bunday topilmalar tadqiqotchilarga don ekinlari bilan bog'liq bo'lgan bakteriyalarda o'xshash munosabatlarni o'rnatish uchun zarur bo'lgan genetik shartlarni aniqlashga yordam beradi.
Nima uchun yutuq o'g'it bozorlari uchun muhim?
Biologik azot fiksatsiyasining ahamiyati o'simlik biologiyasidan tashqariga chiqadi. Dunyoning asosiy asosiy ekinlari-jumladan, bugʻdoy, makkajoʻxori va guruch-atmosfera azotini oʻzlashtira olmaydi va shu sababli, asosan, Haber-Bosch jarayoni orqali ishlab chiqarilgan azotli oʻgʻitlarga bogʻliq.
Azotli oʻgʻitlarning asosi boʻlgan ammiak ishlab chiqarish global miqyosda eng energiya talab qiladigan{0}}sanoat jarayonlaridan biri boʻlib, tabiiy gaz narxi, geosiyosiy uzilishlar va savdo cheklovlari taʼsiri ostida qolmoqda. O'g'it bozorlaridagi so'nggi o'zgaruvchanlik, jumladan, Yaqin Sharqdagi yuk tashish yo'llari va yirik ishlab chiqaruvchi mamlakatlarning eksport nazorati bilan bog'liq ta'minot muammolari sintetik azotga qaramlikni kamaytiradigan texnologiyalarga qiziqishni kuchaytirdi.
Agar boshoqli ekinlar azotga boʻlgan ehtiyojning sezilarli qismini biologik fiksatsiya orqali olish imkoniga ega boʻlsa, oʻgʻitga boʻlgan talabning uzoq muddatli taʼsiri- sezilarli boʻlishi mumkin. Bunday o'tish uzoq davom etsa-da, u qishloq xo'jaligi biotexnologiyalari kompaniyalari, biologik materiallarni ishlab chiquvchilar va ozuqa moddalarini boshqarish bo'yicha yanada barqaror yechimlarni izlayotgan-oziq moddalarni yetkazib beruvchi yirik kompaniyalardan katta sarmoyalarni jalb qildi.
Oldingi yutuqlarga asoslanish
Yangi tadqiqot oʻsimliklarning mikrob simbiozini boshqaradigan molekulyar mexanizmlarni tushunishga qaratilgan koʻplab tadqiqotlarga qoʻshiladi-. Ilgari oʻtkazilgan tadqiqotlarda oʻsimliklarning azotni biriktiruvchi bakteriyalarni qabul qilish yoki rad etishini aniqlash-oʻziga xos oʻsimlik oqsillari, signalizatsiya yoʻllari va kaltsiy{2}}vositachilik javoblari aniqlangan.
Tadqiqotchilar simbiotik signalizatsiya tarmog‘ining tarkibiy qismlarini manipulyatsiya qilish mumkinligini ko‘rsatuvchi model o‘simliklar va ba’zi boshoqli o‘simliklar, shu jumladan arpa turlarida-kontseptsiya o‘zgarishlarining isbotini allaqachon isbotlagan. Biroq, asosiy don ekinlarida ishonchli va iqtisodiy jihatdan mazmunli azot fiksatsiyasiga erishish qishloq xo'jaligi fanining eng katta maqsadlaridan biri bo'lib qolmoqda.
Joriy biologiya topilmalari oʻzaro bogʻliqlikning mikrobial tomoniga eʼtibor qaratib, azot{0}}fikrlash qobiliyati tabiiy muhitda bakteriyalar populyatsiyalari orasida qanday paydo boʻlishini va tarqalishini ochib beradi.
Tijoriy joylashtirishga yillar bor
Ilmiy taraqqiyotga qaramay, tadqiqotchilar qishloq xo‘jaligida amaliy qo‘llash uzoq muddatli maqsad-qolishidan ogohlantirmoqda. Yovvoyi bakterial tizimlarda genlarni o'tkazish va simbiotik qobiliyatni namoyish qilish muhim ilmiy bosqichdir, ammo bunday kashfiyotlar tijorat mahsulotlariga tarjima qilinishidan oldin muhim muammolar mavjud.
Biologik o'g'itlar sektori so'nggi o'n yil ichida katta venchur kapitali va korporativ investitsiyalarni jalb qildi, ammo kompaniyalar dala sharoitida laboratoriya natijalarini doimiy ravishda takrorlash uchun kurashayotganligi sababli sanoat ham muvaffaqiyatsizlikka uchradi. Barqaror mustamlakachilikka, etarli miqdorda azot fiksatsiyasiga va paxtakorlar uchun iqtisodiy daromadga erishish murakkab muammo bo'lib qolmoqda.
Natijada, so'nggi topilmalar o'g'itga bo'lgan talabga darhol ta'sir qilishi dargumon. Buning oʻrniga ular sintetik azotli ilovalarni toʻldirish yoki qisman almashtirishga moʻljallangan keyingi{1}}avlod mikrobial texnologiyalarni ishlab chiqishni qoʻllab-quvvatlashi mumkin boʻlgan oʻsib borayotgan ilmiy asosga hissa qoʻshadi.
Tadqiqotchilar uchun keyingi qadamlar
Tadqiqotning keyingi bosqichi yovvoyi rizobiyada aniqlangan genetik mexanizmlarni tabiiy ravishda don ekinlari ildizlari bilan bog'langan bakterial turlarga kiritish mumkinmi yoki yo'qligiga qaratiladi. Olimlar keyinchalik bu ishlab chiqilgan mikrobial jamoalar tijorat dehqonchilik sharoitida o'lchanadigan agronomik foyda keltirish uchun etarli darajada biologik fiksatsiyalangan azot bilan ta'minlay oladimi yoki yo'qligini aniqlashlari kerak.
Muvaffaqiyat ekinlarni oziqlantirishda katta o'zgarishlar bo'lib, fermerlarga hosildorlikni saqlab qolgan holda o'g'itlardan foydalanishni kamaytirishga imkon beradi. Ammo hozircha bu ish qishloq xoʻjaligining eng koʻp talab qilinadigan-maqsadlaridan biri sari erta, ammo eʼtiborga molik qadam boʻlib qolmoqda: asosiy boshoqli ekinlarga toʻliq ishlab chiqarilgan oʻgʻitlarga tayanmasdan, biologik hamkorlik orqali azotdan foydalanish imkonini berish.
