ডাঃ এডুয়ার্ডো ব্লুমওয়াল্ড (ডানে) এবং অখিলেশ যাদব, পিএইচডি, এবং ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়, ডেভিস-এ তাদের দলের অন্যান্য সদস্যরা চাল পরিবর্তন করেছেন যাতে মাটির ব্যাকটেরিয়াকে আরও বেশি নাইট্রোজেন তৈরি করতে উৎসাহিত করা যায় যা উদ্ভিদ ব্যবহার করতে পারে। [ত্রিনা ক্লিস্ট/ইউসি ডেভিস]
গবেষকরা মাটির ব্যাকটেরিয়াকে তাদের বৃদ্ধির জন্য প্রয়োজনীয় নাইট্রোজেন ঠিক করতে উত্সাহিত করার জন্য চাল প্রকৌশলী করতে CRISPR ব্যবহার করেছিলেন। ফলাফলগুলি ফসল বৃদ্ধির জন্য প্রয়োজনীয় নাইট্রোজেন সারের পরিমাণ হ্রাস করতে পারে, আমেরিকান কৃষকদের প্রতি বছর বিলিয়ন ডলার সাশ্রয় করতে পারে এবং নাইট্রোজেন দূষণ হ্রাস করে পরিবেশের উপকার করতে পারে।
"উদ্ভিদগুলি অবিশ্বাস্য রাসায়নিক কারখানা," বলেছেন ড. এডুয়ার্ডো ব্লুমওয়াল্ড, ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের উদ্ভিদ বিজ্ঞানের বিশিষ্ট অধ্যাপক, ডেভিস, যিনি এই গবেষণার নেতৃত্ব দিয়েছেন৷ তার দল চালে এপিজেনিনের ভাঙ্গন বাড়াতে CRISPR ব্যবহার করেছে। তারা দেখেছেন যে এপিজেনিন এবং অন্যান্য যৌগগুলি ব্যাকটেরিয়া নাইট্রোজেন ফিক্সেশন ঘটায়।
তাদের কাজ প্ল্যান্ট বায়োটেকনোলজি জার্নালে প্রকাশিত হয়েছিল ("চালের ফ্ল্যাভোনয়েড জৈব সংশ্লেষণের জেনেটিক পরিবর্তন বায়োফিল্ম গঠন এবং জৈবিক নাইট্রোজেন ফিক্সিং ব্যাকটেরিয়া দ্বারা মাটির নাইট্রোজেন ফিক্সিং বাড়ায়")।
গাছের বৃদ্ধির জন্য নাইট্রোজেন অপরিহার্য, কিন্তু গাছপালা সরাসরি বায়ু থেকে নাইট্রোজেনকে তাদের ব্যবহার করতে পারে এমন ফর্মে রূপান্তর করতে পারে না। পরিবর্তে, গাছপালা মাটিতে ব্যাকটেরিয়া দ্বারা উত্পাদিত অ্যামোনিয়ার মতো অজৈব নাইট্রোজেন শোষণের উপর নির্ভর করে। উদ্ভিদের উৎপাদনশীলতা বৃদ্ধির জন্য নাইট্রোজেনযুক্ত সার ব্যবহারের উপর ভিত্তি করে কৃষি উৎপাদন হয়।
"যদি গাছপালা এমন রাসায়নিক তৈরি করতে পারে যা মাটির ব্যাকটেরিয়াকে বায়ুমণ্ডলীয় নাইট্রোজেন ঠিক করতে দেয়, তাহলে আমরা এই রাসায়নিকগুলির আরও বেশি উত্পাদন করতে উদ্ভিদকে প্রকৌশলী করতে পারি," তিনি বলেছিলেন। "এই রাসায়নিকগুলি মাটির ব্যাকটেরিয়াকে নাইট্রোজেন ঠিক করতে উত্সাহিত করে এবং গাছপালা ফলস্বরূপ অ্যামোনিয়াম ব্যবহার করে, যার ফলে রাসায়নিক সারের প্রয়োজনীয়তা হ্রাস পায়।"
ব্রুমওয়াল্ডের দল রাসায়নিক বিশ্লেষণ এবং জিনোমিক্স ব্যবহার করে ধান গাছের যৌগ সনাক্ত করতে - এপিজেনিন এবং অন্যান্য ফ্ল্যাভোনয়েড - যা ব্যাকটেরিয়ার নাইট্রোজেন-ফিক্সিং কার্যকলাপকে বাড়িয়ে তোলে।
তারপরে তারা রাসায়নিক উত্পাদনের পথ চিহ্নিত করে এবং বায়োফিল্ম গঠনকে উদ্দীপিত করে এমন যৌগগুলির উত্পাদন বাড়ানোর জন্য CRISPR জিন-সম্পাদনা প্রযুক্তি ব্যবহার করে। এই বায়োফিল্মগুলিতে ব্যাকটেরিয়া থাকে যা নাইট্রোজেন রূপান্তরকে উন্নত করে। ফলস্বরূপ, ব্যাকটেরিয়ার নাইট্রোজেন-ফিক্সিং কার্যকলাপ বৃদ্ধি পায় এবং উদ্ভিদের জন্য উপলব্ধ অ্যামোনিয়ামের পরিমাণ বৃদ্ধি পায়।
"উন্নত ধানের গাছগুলি মাটির নাইট্রোজেন-সীমিত পরিস্থিতিতে জন্মানোর সময় শস্যের ফলন বৃদ্ধি করেছে," গবেষকরা গবেষণাপত্রে লিখেছেন। "আমাদের ফলাফলগুলি শস্যগুলিতে জৈবিক নাইট্রোজেন স্থিরকরণ এবং অজৈব নাইট্রোজেন সামগ্রী হ্রাস করার উপায় হিসাবে ফ্ল্যাভোনয়েড জৈব সংশ্লেষণ পথের ম্যানিপুলেশনকে সমর্থন করে৷ সার ব্যবহার। বাস্তব কৌশল।"
অন্যান্য গাছপালাও এই পথ ব্যবহার করতে পারে। ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয় প্রযুক্তিটির পেটেন্টের জন্য আবেদন করেছে এবং বর্তমানে এটির জন্য অপেক্ষা করছে। গবেষণাটি উইল ডব্লিউ লেস্টার ফাউন্ডেশন দ্বারা অর্থায়ন করা হয়েছিল। উপরন্তু, Bayer CropScience এই বিষয়ে আরও গবেষণা সমর্থন করে।
"নাইট্রোজেন সার খুব, খুব ব্যয়বহুল," ব্লুমওয়াল্ড বলেন। “এই খরচগুলি দূর করতে পারে এমন যে কোনও কিছু গুরুত্বপূর্ণ। একদিকে, এটি অর্থের প্রশ্ন, কিন্তু নাইট্রোজেনেরও পরিবেশের উপর ক্ষতিকর প্রভাব রয়েছে।"
প্রয়োগকৃত সারগুলির অধিকাংশই হারিয়ে গেছে, মাটি ও ভূগর্ভস্থ পানিতে মিশে যাচ্ছে। ব্লুমওয়াল্ডের আবিষ্কার নাইট্রোজেন দূষণ কমিয়ে পরিবেশ রক্ষা করতে সাহায্য করতে পারে। "এটি একটি টেকসই বিকল্প চাষের অনুশীলন প্রদান করতে পারে যা অতিরিক্ত নাইট্রোজেন সারের ব্যবহার কমিয়ে দেবে," তিনি বলেছিলেন।