چگونه حبوبات ‘کود کارخانجات را آمونیوم

اطلاعات جدید در مورد چگونه سویا و شبدر تولید آمونیوم در ریشه های خود را می تواند کمک به ایجاد کشاورزی پایدار, محققان می گویند.

گیاهان نیاز به نیتروژن به شکل آمونیوم به رشد و کشاورزان گسترش آن در زمینه های عنوان کود. تولید آمونیوم یک انرژی بر و پر هزینه فرایند—و امروز روش های تولید نیز انتشار مقادیر زیادی از شرکت2.

با این حال تعداد انگشت شماری از محصولات پر کردن خود را عرضه آمونیوم. ریشه لوبیا و نخود فرنگی و شبدر و سایر حبوبات باکتری های بندر (rhizobia) است که می تواند تبدیل به نیتروژن را از هوا به آمونیوم. این همزیستی مزایای هر دو گیاهان و rhizobia در تعامل است که دانشمندان تا به حال تا به حال دیده می شود که نسبتا ساده است: باکتری ها تغذیه گیاه با آمونیوم; در عوض, این گیاه را فراهم می کند و آنها را با کربن کربوکسیلیک اسید مولکول.

ETH زوریخ محققان نشان داده اند که گیاه-باکتری تعامل است و در واقع شگفت انگیزی پیچیده است. همراه با کربن گیاه می دهد که باکتری های نیتروژن غنی از اسید آمینه آرژنین.

“اگر چه تثبیت نیتروژن در rhizobia بررسی شده است برای سال های بسیاری وجود دارد که هنوز هم شکاف ها در دانش ما می گوید:” مطالعه رهبر ضرب و شتم تعمید استاد سیستم های تجربی زیست شناسی. “ما یافته های جدید خواهد آن را ممکن است به کاهش کشاورزان وابستگی به آمونیوم و کود در نتیجه کشاورزی پایدار است.”

با استفاده از سیستم های زیست شناسی, روش محققان مورد بررسی قرار گرفته و در پی مسیرهای متابولیک از rhizobia که cohabit با شبدر و سویا. محققان تایید نتایج در رشد آزمایش با گیاهان و باکتری در آزمایشگاه است. دانشمندان گمان می برند که یافته های جدید اعمال خواهد شد نه تنها شبدر و سویا و همچنین مسیرهای متابولیک از دیگر حبوبات.

یافته های روشن جدید در همزیستی گیاهان و rhizobia. “این همزیستی است که اغلب اشتباها به عنوان یک داوطلبانه دادن و گرفتن است. در واقع دو طرف انجام بیشترین تلاش خود را برای بهره برداری هر یک از دیگر می گوید:” coauthor ماتیاس تعمید یک دانشمند در موسسه سیستم های مولکولی زیست شناسی.

به عنوان دانشمندان قادر به نشان دادن سویا و شبدر دقیقا نمی رول فرش قرمز خود را برای rhizobia بلکه از نظر آنها به عنوان عوامل بیماری زا. گیاهان سعی کنید به قطع کردن باکتری های اکسیژن و افشای آنها را به شرایط اسیدی. در ضمن باکتری زحمت پیوسته برای زنده ماندن در این محیط خصمانه. آنها با استفاده از آرژنین موجود در گیاهان به دلیل آن را قادر می سازد آنها را برای تبدیل به سوخت و ساز بدن که نیازی نیست که مقدار اکسیژن است.

به خنثی کردن محیط اسیدی این میکروب انتقال acidifying پروتون به نیتروژن مولکول های گرفته شده از هوا. این تولید آمونیوم که آنها چگونه به خلاص شدن از انجام آن را در خارج از سلول باکتری و انتقال آن به گیاهان است. “آمونیوم است که بسیار حیاتی برای گیاه است بنابراین صرفا یک محصول زائد در باکتری ها مبارزه برای بقا” ضرب و شتم تعمید می گوید.

تبدیل مولکولی نیتروژن به آمونیوم یک انرژی بر روند نه تنها صنعت بلکه برای rhizobia. به تازگی مشخص مکانیزم توضیح می دهد که چرا باکتری ها صرف انرژی زیادی در روند: آن تضمین بقای خود است.

کشاورزی و بیوتکنولوژی خواهد بود قادر به استفاده از این بینش جدید برای انتقال فرآیند باکتری تثبیت نیتروژن به غیر از سس ها مانند گندم و ذرت یا برنج. دانشمندان ساخته شده و تلاش بسیاری برای رسیدن به این انتقال اما تا به حال موفقیت های محدود به دلیل یک قطعه مهم از سوخت و ساز پازل گم شده بود.

“اکنون که ما به نقشه برداری و ساز را به آخرین جزئیات این است که به احتمال زیاد به بهبود شانس ما برای دستیابی به یک نتیجه مطلوب” ضرب و شتم تعمید می گوید.

یک روش ممکن است به استفاده از بیوتکنولوژی روش برای قرار دادن تمام ژن های لازم برای مسیر سوخت و ساز به طور مستقیم به محصولات زراعی است. یکی دیگر از خط عمل خواهد بود برای انتقال این ژن به باکتری ها در تعامل با ریشه های گندم یا ذرت. این باکتری نیست در حال حاضر تبدیل نیتروژن در هوا به آمونیوم اما بیوتکنولوژی است که به معنی آن را به اتفاق می افتد—و محققان در حال حاضر به دنبال این رویکرد است.

این تحقیق به نظر می رسد در سیستم های مولکولی زیست شناسی.

منبع: ETH زوریخ

tinyurlis.gdclck.ruulvis.netshrtco.de