A mezőgazdaság jövőjét alapjaiban formálhatja át egy új, részben öntrágyázó búzafajta, amely lehetővé teszi, hogy a növények a levegőből nyerjenek nitrogént a talajban élő baktériumok segítségével. A Kaliforniai Egyetem (UC Davis) kutatócsoportja a CRISPR génszerkesztési technológia alkalmazásával fejlesztette ki ezt a különleges búzanövényt, amely a talaj mikroorganizmusainak serkentésével képes csökkenteni a külső nitrogénpótlás szükségességét. Az eljárás nem csupán költséghatékonyságot kínál, de a környezeti terhelést is jelentősen mérsékelheti.

Innováció a növény és a baktérium együttműködésén alapul

A kutatók egy olyan mechanizmust dolgoztak ki, amelyben a búza saját maga bocsát ki olyan vegyületeket a gyökerein keresztül, amelyek serkentik a nitrogénkötő baktériumokat.

A hagyományos megközelítésektől eltérően itt nem a növény gyökereiben alakulnak ki a hüvelyesekre jellemző csomók, hanem a baktériumok építenek biofilmet, amely védelmet nyújt az oxigénre érzékeny nitrogénkötő enzimeknek. Ez a biológiai egyensúly lehetővé teszi, hogy a növény természetes módon jusson hozzá a számára szükséges nitrogénhez.

gabona

A mezőgazdaság jövőjét alapjaiban formálhatja át egy új, részben öntrágyázó búzafajta, amely lehetővé teszi, hogy a növények a levegőből nyerjenek nitrogént a talajban élő baktériumok segítségével – Fotó: Pixabay

A flavon, amely kulcsszereplővé vált

A kutatás során a tudóscsapat több ezer növényi vegyületet vizsgált meg, míg végül az apigenin nevű flavont azonosították kulcsfontosságú molekulaként. Ez az anyag természetes módon is megtalálható a búzában, ám a génszerkesztésnek köszönhetően a módosított növény jóval nagyobb mennyiségben termeli, majd gyökerein keresztül kibocsátja a talajba.

Ennek hatására a környezet kedvezőbbé válik a nitrogénkötő baktériumok számára, ami a növény számára jobb tápanyag-ellátottságot és magasabb terméshozamot eredményez – mindezt kevesebb műtrágya felhasználásával.

Lehetőség a fejlődő országok számára

Az új technológia hatása különösen jelentős lehet azokban a térségekben, ahol a gazdák eddig nem engedhették meg maguknak a műtrágya használatát. Eduardo Blumwald professzor szerint a világ számos részén, különösen Afrikában, a kisgazdaságok anyagi forrásai szűkösek, és a földterületek mérete is korlátozott. Ebben a környezetben az olyan növények termesztése, amelyek képesek „megszólítani” a talajban élő baktériumokat a nitrogénkötés elősegítése érdekében, valódi fordulópontot jelenthet a fenntartható mezőgazdaságban.

A műtrágya környezeti ára
A világon évente több százmillió tonna nitrogénalapú műtrágyát használnak fel, ám a növények ennek csupán 30–50 százalékát tudják hasznosítani.

A fölösleges mennyiség a talajvízbe kerülve károsítja az ökoszisztémát, oxigénhiányos területeket hozva létre a folyók és tengerek torkolatainál, vagy üvegházhatású gázként a légkörbe jutva hozzájárul a klímaváltozáshoz. Az UC Davis fejlesztése ezért nem csupán agronómiai áttörés, hanem környezetvédelmi szempontból is ígéretes válasz a globális kihívásokra.

Jelentős gazdasági megtakarítások

Az Egyesült Államok 2023-ban mintegy 36 milliárd dollárt költött műtrágyára, miközben a gabonatermesztés 500 millió holdnyi területet érint. Blumwald szerint már 10 százalékos műtrágyacsökkentés is több mint egymilliárd dollár megtakarítást jelentene évente. A fejlesztés tehát nemcsak fenntarthatóbbá teszi a növénytermesztést, hanem komoly gazdasági előnyöket is kínál.

A jövő terményei: nemcsak búzában gondolkodnak

A technológiát a kutatócsoport korábban már rizsen is sikerrel tesztelte. Ha a búzánál is működőképesnek bizonyul, a következő lépés a kukorica és más jelentős gabonafélék bevonása lehet. Egy ilyen volumenű áttörés átrendezheti a globális élelmiszertermelést, miközben új utakat nyit meg a környezetkímélő, fenntartható és költséghatékony mezőgazdaság felé.

Forrás: computertrends.hu
Indexkép: pixabay.com