Eiropas zinātnieku komanda ir identificējusi cinku - sensoru olbaltumvielu, kas regulē slāpekļa fiksāciju pākšaugos, atverot jaunas iespējas sintētiskā mēslojuma lietošanas samazināšanai lauksaimniecībā.
Tika konstatēts, ka olbaltumviela, kas pazīstama kā fiksācija zem nitrāta (jautri), darbojas kā cinka sensors un transkripcijas faktors, kas ietekmē to, kā pākšaugi mijiedarbojas ar rizobijas baktērijām, lai atmosfēras slāpekļa pārveidošanu pārveidotu par izmantojamu formu augu augšanai. Rezultāti tika publicētiRakstursun ir rezultāts sadarbībai starp pētniekiem Aarhūsas universitātē, Madrides Politehniskajā universitātē un Eiropas Sinhrotrona starojuma objektā.
"Cinks vēl nekad nav ticis uzskatīts par signalizācijas molekulu augos," sacīja Aarhūsas universitātes docents Jieshun Lin un pētījuma galvenais autors. "Pēc vairāk nekā 150 000 augu pārbaudes mēs identificējām izklaidei kā cinka - reaģējošu regulatoru, kas ir kritisks slāpekļa fiksācijai."
Pākšaugi, piemēram, sojas pupas, govs un faba pupiņas, paļaujas uz simbiozi ar slāpekļa - baktēriju fiksēšanu sakņu mezgliņos. Tomēr šie mezgliņi ir ļoti jutīgi pret vides apstākļiem un bieži tiek izslēgti, kad augsnē jau ir daudz slāpekļa. Pētījums rāda, ka cinks šajā procesā darbojas kā sekundārs signāls, un jautri pielāgo mezgliņu aktivitāti, pamatojoties uz šūnu cinka līmeni. Kad cinka ir daudz, jautri kļūst neaktīvi, veidojot pavedienus; Kad cinka ir maz, tas kļūst aktīvs un veicina turpinātu slāpekļa fiksāciju.
"Šis mehānisms ļauj augam dinamiski regulēt slāpekļa fiksāciju, reaģējot uz mainīgajiem apstākļiem," sacīja profesors Kaspers Røjkjær Andersen, CO - pētījuma autors. "Tas varētu būt vērtīgs lauksaimniecības apstākļos, kur prioritāte ir mēslojuma lietošanas samazināšana līdz minimumam."
Ilgstoša slāpekļa fiksācija varētu palielināt slāpekļa pieejamību augsnē, dodot labumu turpmākajām kultūrām un samazinot paļaušanos uz ķīmisko ieeju. Pētnieki plāno izpētīt, kā šo cinka signalizācijas ceļu var izmantot, lai uzlabotu plaši audzētu pākšaugu efektivitāti un noturību.
Pētījumu atbalstīja labvēlīgās barības vielu simbiozes lauksaimniecības (ENSA) projektā ar Bill & Melinda Gates fonda, Karlsberga fonda un Eiropas Pētniecības padomes finansējumu. Vairāki pētniecības grupas locekļi ir iesnieguši patenta pieteikumu, kas aptver cinka signalizācijas atklāšanu.
