Een team van Europese wetenschappers heeft een zink - gevoelig eiwit geïdentificeerd dat stikstoffixatie in peulvruchten reguleert, waardoor nieuwe mogelijkheden worden geopend voor het verminderen van het gebruik van synthetische meststoffen in de landbouw.
Het eiwit, bekend als fixatie onder nitraat (FUN), bleek te werken als een zinksensor en transcriptiefactor die beïnvloedt hoe peulvruchten interageren met rhizobie -bacteriën om atmosferische stikstof om te zetten in een bruikbare vorm voor plantengroei. De bevindingen werden gepubliceerd inNatuuren zijn het resultaat van een samenwerking tussen onderzoekers van de Aarhus University, de Polytechnic University of Madrid en de Europese Synchrotron Radiation Facility.
"Zink is nooit eerder beschouwd als een signaalmolecuul in planten," zei assistent -professor Jieshun Lin van Aarhus University en hoofdauteur van de studie. "Na het screenen van meer dan 150.000 planten, identificeerden we plezier als een zink - responsieve regulator die cruciaal is voor stikstoffixatie."
Peulvruchten zoals sojabonen, cowpeas en faba -bonen vertrouwen op symbiose met stikstof - bacteriën bevestigen in wortelknobbels. Deze knobbeltjes zijn echter zeer gevoelig voor omgevingscondities en worden vaak afgesloten wanneer stikstof al overvloedig in de bodem is. Uit het onderzoek blijkt dat zink in dit proces als een secundair signaal werkt, met leuke activiteit van de knobbeltjes op basis van cellulaire zinkniveaus. Wanneer zink overvloedig is, wordt plezier inactief door filamenten te vormen; Wanneer zink schaars is, wordt het actief en bevordert het aanhoudende stikstoffixatie.
"Dit mechanisme stelt de plant in staat om stikstoffixatie dynamisch te reguleren in reactie op veranderende omstandigheden," zei professor Kasper Røjkjær Andersen, een CO - auteur van de studie. "Dat kan waardevol zijn in de landbouwomgevingen waarbij het minimaliseren van het gebruik van kunstmest een prioriteit is."
Aanhoudende stikstoffixatie kan de beschikbaarheid van stikstof in de bodem verhogen, ten goede komen aan latere gewassen en het verminderen van de afhankelijkheid van chemische inputs. De onderzoekers zijn van plan te onderzoeken hoe deze zinksignaleringsroute kan worden toegepast om de efficiëntie en veerkracht van wijd geteelde peulvruchten te verbeteren.
Het onderzoek werd ondersteund door het Project Activing Nutrient Symbioses in Agriculture (Ensa), met financiering van de Bill & Melinda Gates Foundation, de Carlsberg Foundation en de European Research Council. Een patentaanvraag voor de zinksignaleringsontdekking is ingediend door verschillende leden van het onderzoeksteam.
