Badania pochłaniania azotu przez rośliny z użyciem promieni X

Nasiona roślin strączkowych; Foto: bff, Wikimedia Commons

Międzynarodowy zespół badawczy pracuje nad uniezależnieniem uprawy roślin strączkowych takich jak fasola, groch od używania nawozów sztucznych. Praca badaczy ma pozwolić na wzrost roślin nawet na mało żyznych glebach.

Uprawa roślin strączkowych, nazywanych także motylkowymi od dawna stanowi metodę wzbogacania gleby w związki azotowe. Rośliny strączkowe rosną w symbiozie z bakteriami brodawkowymi (np. Rhizobium). Te znajdujące się na korzeniach roślin bakterie, korzystając z żelaza w glebie przeprowadzają złożony proces wiązania azotu. Pobierając azot atmosferyczny konwertują go do form organicznych, które pomagają roślinie rosnąć. Po obumarciu rośliny, zgromadzony w niej nadmiar azotu dostaje się do gleby.

Często rośliny strączkowe są uprawiane na obszarach ubogich w żelazo. Badacze z Centrum Genomiki Roślin i Biotechnologii na Politechnice w Madrycie oraz Advanced Photon Source (APS) przy amerykańskim Argonie National Laboratory jako pierwsi na świecie odkryli sposób transportu żelaza, który inicjuje proces wiązania azotu. Badania, które doprowadziły do tego odkrycia prowadzono przy pomocy promieniowania X, które umożliwiło pomiar rozkładu żelaza w różnych fragmentach korzeni zawierających brodawki z Rhizobium.

Jest to pierwszy krok do modyfikacji roślin, która umożliwi maksymalizowanie wykorzystania żelaza. Celem długofalowym, jakie postawili przed sobą naukowcy jest ograniczenie użycia nawozów azotowych w rolnictwie. Użycie promieniowania X zapewniło wysoką dokładność pomiarów.

Planowane dalsze badania nad roślinami strączkowymi mają na celu identyfikację białek odpowiedzialnych za transport żelaza w korzeniach roślin strączkowych. Sukces związany z odkryciem tego typu białek daje możliwość dla wytwarzania nowych odmian roślin strączkowych z większymi możliwościami wiązania azotu i wyższej wartości odżywczej.

(pj)