Опубликовано 04.01 13:47

Получена бактерия, которая будет производить удобрения

Есть вероятность, что в будущем растения смогут сами вырабатывать удобрения и фермерам больше не придется их покупать и вносить. Это может произойти благодаря открытию ученым из Вашингтонского университета в Сент Луисе. Сами растения, конечно, не могут фиксировать нужные элементы из атмосферы — они могут только получать их в симбиозе с бактериями, например, клубеньковыми, которые фиксируют азот.

Есть вероятность, что в будущем растения смогут сами вырабатывать удобрения и фермерам больше не придется их покупать и вносить. Это может произойти благодаря открытию ученым из Вашингтонского университета в Сент Луисе. Сами растения, конечно, не могут фиксировать нужные элементы из атмосферы — они могут только получать их в симбиозе с бактериями, например, клубеньковыми, которые фиксируют азот.

Производство удобрений энергозатратно и в процессе выделяется много парниковых газов. Кроме того, удобрения на самом деле неэффективны. Достаточно сказать, что только 40% азота от азотных удобрений усваиваются растениями.

Остатки удобрений на полях представляют опасность для экологии — они смываются дождями и попадают в реки, озера и моря, где ими питаются водоросли и начинают бесконтрольно расти, блокируя свет и мешая животных.

Однако азот содержится и в атмосфере — его 78%. Поэтому группа ученых Вашингтонского университета в Сент Луисе вывела бактерию, которая фиксирует азот из атмосферы в значительном количестве.

В природе цианобактерии могут фиксировать азот. Причем эта бактерия фотосинтезирует, как и подавляющее большинство растений, а кислород мешает фиксации азота. Именно такие бактерии использовали в работе ученые. Они взяли для опытов бактерию Cyanothece. В течение дня она фотосинтезирует, накапливая энергию, которую ночью тратить для фиксации азота, при этом уничтожая весь кислород.

Ген, ответственный за такую смену режима днем и ночью, хотели взять из Cyanothece и перенесли в другую бактерию Synechocystis. Чтобы найти эти гены, ученые разбирались с циклом жизни бактерий. 35 генов были задействованы только ночью, не проявляя активности днем.

Также ученые полностью изъяли кислород бактерии Synechocystis и передали его бактерии Cyanothece. Так они узнали, что Synechocystis способна фиксировать только 2% от того объема азота, который фиксирует Cyanothece. Тогда ученые стали удалять гены Cyanothece. Когда их осталось 24, разрыв между бактериями в производстве азота значительно сократился.

После нескольких экспериментов с генами и кислородом, ученые пришли к выводу, что сделать новую бактерию для фиксации азота методом генной инженерии возможно.

Следующим шагом будет глубокое изучение механизмов фиксации азота и генов, ответственных за это в выбранных бактериях.


Комментарии (0)