Gələcək kənd təsərrüfatı bitkiləri havadan azotu özləri əldə edə biləcək və sənaye gübrələrinə tamamilə ehtiyac qalmayacaq. Alimlər köklərin faydalı bakteriyaları “qovmaq” əvəzinə onları əməkdaşlığa dəvət etməsini təmin edən mexanizmi aşkar ediblər.
HİT.az xəbər verir ki, bu bioloji kəşfi Danimarkadakı Orhus Universitetinin alimləri təqdim edib və nəticələr “Nature” jurnalında dərc olunub.
Sirr iki molekulda idi: alimlər yalnız iki nöqtəni bitkinin immun zülalında dəyişdiriblər və nəticə uğurlu olub. Əvvəllər bitki mikrobları təhdid kimi qəbul edirdi, indi isə onları tərəfdaş kimi görür. Tədqiqat “Lotus japonicus” adlı vəhşi paxlalı bitkidə aparılıb – simbiozun öyrənilməsi üçün klassik modeldir. Bu bitkinin köklərindəki reseptor zülalı mikrobu məhv etmək və ya qəbul etmək qərarını verir.
İki konkret amin turşusu qalıqlarının dəyişdirilməsi siqnalı yönləndirir. Xarici səthi dəyişməz qalır, lakin hüceyrəyə gedən “mesaj” fərqli olur: “hücum et” əmrinin yerinə “bakteriyalara ev qur” siqnalı gəlir. Bu minimal zülal dəyişməsi müdaxilə olmadan özünü gübrələyən bitkilərin yaradılmasına yol açır.
Dost və ya düşmən: Hüceyrə səviyyəsində mübarizə
Alimlər vurğulayır ki, bitki daim seçim edir. Torpaqda milyardlarla mikroorqanizm yaşayır: bəziləri kökü yemək istəyir, bəziləri isə böyüməyə kömək edir. Bakteriyalar xüsusi “Nod faktoru” göndərir – qısa molekulyar şifrə. Bitki bunu qəbul edirsə, köklərdə xüsusi düyüncük yaradır və bakteriyalar havadan azotu bitki üçün qidaya çevirir.
Göbələk infeksiyaları isə fərqli işləyir: onların hüceyrə divarlarında xitin var və bu düşmən siqnalı kimi dərhal müdafiəni işə salır. Problem ondadır ki, “dost” və “düşmən” üçün siqnal verən sensorlar bir-birinə yaxındır və bitki mesajları dəqiq ayırmalıdır. Tədqiqat göstərdi ki, növlərin təkamülündə böyük dəyişikliklər çox vaxt sadə molekulyar detallar əsasında baş verir, yeni mürəkkəb orqanların yaranması ilə deyil.
Arpa da dəyişiklik üçün hazırdır
Araşdırmada qeyd olunur ki, taxıl bitkiləri gizli potensiala malikdir. Arpa artıq oxşar sensorlara malikdir, amma təbiətdə faydalı bakteriyaları həmişə rədd edir. Alimlər teoriyanı praktikada sınamaq üçün arpada zülalın iki mövqeyini “yenidən yazıblar”. Dəyişdirilmiş zülal Lotus japonicus hüceyrələrinə yerləşdirildi və nəticə dərhal göründü: arpa zülalı əməkdaşlıq siqnalı verməyə başlayıb.
Bu o deməkdir ki, taxıllar simbioz üçün “dairəvi mexanizmə” malikdir; sadəcə, düzgün “proqram təminatı” çatışmır. Bu laboratoriya sınağını real sahə məhsuluna çevirmək növbəti addımdır – arpanı torpaqda bakteriyalarla idarə etməyə öyrətmək lazımdır.
Ekologiya üçün əhəmiyyəti
Sənaye gübrələri planetə ziyan vurur və istehsalı böyük enerji sərfiyyatı tələb edir. Haber-Bos prosesində əldə edilən ammonyak resursları tükədir. Həmçinin, torpaqdan sızan azot çaylara daxil olur, burada yosunların partlayıcı şəkildə artmasına səbəb olur, su oksigensiz qalır və ölü zonalar yaranır.
Özünü gübrələyən bitkilər bu zərərli dövrü dayandıracaq, çünki onlar yalnız böyümələri üçün lazım olan qədər azot götürəcəklər.
Risklər və çətinliklər
Tədqiqat vurğulayır ki, immunitet mexanizmini dəyişmək risklidir: patogenlər “açıq qapılardan” istifadə edə bilər. Bitkini çox qonaqpərvər etmək xəstəliklərə qarşı həssas edə bilər. Kənd təsərrüfatı bitkiləri üçün əlavə pestisidlər tələb oluna bilər, bu isə gübrədən imtinanın faydasını azaldır.
Bakteriyalar isə “pulsuz” işləmirlər, şəkər tələb edirlər. Bitki fotosintezdən aldığı enerjinin bir hissəsini yeni tərəfdaşlarına verməlidir. Seleksiyaçılar yüksək məhsuldarlığı qoruyub saxlamaqla bakteriyalara qidalandırmanı tarazlaşdırmalıdır. Hazırda bu yalnız elmi sınaqdır, amma iki molekuldan ibarət açar işləyir.
Samir
