Bezpečnost potravin

Rostliny jako budoucí producenti organicky vázaného dusíku

Vydáno: 18. 11. 2022
Autor: BIOTRIN

Informace organizace BIOTRIN

Jedním z nejdůležitějších prvků nezbytných pro růst rostlin je dusík. Běžně nejsou rostliny schopny využívat přímo plynný dusík z atmosféry, ale musí ho přijímat z půdy a hnojiv, např. ve formě dusičnanů. Nadměrná aplikace hnojiv za účelem zvýšení produkce však přináší i rizika jejich používání. Nevyužité dusíkaté hnojivo může být těkáním uvolňováno z půdy do atmosféry, což následně přispívá ke vzniku skleníkových plynů, nebo se uvolněním do podzemních vod podílí na jejich eutrofizaci.

Z těchto důvodů je stále více kladen důraz na udržitelné alternativní zemědělství, jehož hlavním cílem je v tomto případě snížení spotřeby dusíkatých hnojiv. Nejvíce se v současné době využívá přeměny atmosférického dusíku na amoniak pomocí diazotrofních bakterií. Diazotrofové využívají enzymový komplex, tzv. nitrogenasový komplex, pomocí nějž je zprostředkována redukce atmosférického dusíku na amoniak. Proces je součástí základního koloběhu dusíku v přírodě a tento způsob fixace N2 bývá označován jako biologická fixace dusíku (BNF).

Myšlenkou alternativní udržitelné zemědělské praxe a snížením spotřeby hnojiv se začali zabývat i vědci z Univerzity California Davis. Dlouhodobým cílem jejich mnoha studií je zlepšení fixace atmosférického dusíku modifikací rostlin. Ovlivnění fixace dusíku je podmiňováno produkcí chemických látek rostlinou (např. flavonoidy, apigenin apod.) – obdobných jako u diazotrofních bakterií. Flavonoidy jako takové s fixací dusíku pomáhají, ale současně indukují tvorbu bakteriálního biofilmu, jehož tvorbou dochází k ochraně dusíkatých látek v půdě a podpoře interakce kořen (rostliny)-bakterie (využívající dusíkatou látku).

Tohoto využili vědci, kteří se zabývali modifikací obilnin, konkrétně rýže. Rostlina rýže byla modifikována tak, aby byla zvýšena produkce flavonoidů a apigeninu podílejících se na tvorbě biofilmu diazotrofní bakterie Gluconacetobacter diazotrophicus v půdě a zároveň byla podporována kolonizace bakterií na rostlinných pletivech. Provedli editaci genů pomocí metody CRISPR a modifikací flavonoidové syntetické dráhy v rýži vytvořili rostliny rýže s vyšším obsahem apigeninu, který byl „vytlačován“ do rhizosféry. V takto omezených podmínkách nedostatečného množství půdního dusíku docházelo k větší tvorbě biofilmu a ke zvýšení výnosu zrna. Výrazně tím byla zlepšena BNF v rýži.

Zdroje:

Zdroj článku: BIOTRIN

Foto: Shutterstock

Přehled ochrany osobních údajů
Bezpečnost potravin

Tyto webové stránky používají soubory cookies, abychom vám mohli poskytnout co nejlepší uživatelský zážitek. Informace o souborech cookie se ukládají ve vašem prohlížeči a plní funkce, jako je rozpoznání, když se na naše webové stránky vrátíte, a pomáhají našemu týmu pochopit, které části webových stránek považujete za nejzajímavější a nejužitečnější.

Nezbytné

Nezbytně nutný soubor cookie by měl být vždy povolen, abychom mohli uložit vaše preference nastavení souborů cookie.

Analýzy

Tyto webové stránky používají službu Google Analytics ke shromažďování anonymních informací, jako je počet návštěvníků webu a nejoblíbenější stránky.

Povolení tohoto souboru cookie nám pomáhá zlepšovat naše webové stránky.