Екип от европейски учени идентифицира цинк - сензорния протеин, който регулира фиксирането на азот в бобовите растения, отваряйки нови възможности за намаляване на използването на синтетични торове в селското стопанство.
Установено е, че протеинът, известен като фиксиране под нитрати (забавен), действа като цинк сензор и транскрипционен фактор, който влияе върху това как бобовите растения взаимодействат с бактериите на ризобията за превръщане на атмосферния азот в използваема форма за растеж на растенията. Констатациите бяха публикувани вПриродаи са резултат от сътрудничество между изследователи от университета в Орхус, Политехническия университет в Мадрид и Европейското съоръжение за радиация на синхротрон.
"Цинкът никога досега не се е считал за сигнална молекула в растенията", казва асистентът Джисхун Лин от университета Аархус и водещ автор на изследването. "След като проверихме повече от 150 000 растения, ние идентифицирахме забавлението като цинк - регулатор, критичен за фиксирането на азот."
Бобовите растения като соя, каупеи и боб на Фаба разчитат на симбиоза с азот - фиксиращи бактерии в кореновите възли. Тези възли обаче са силно чувствителни към условията на околната среда и често се затварят, когато азотът вече е в изобилие в почвата. Изследването показва, че цинкът действа като вторичен сигнал в този процес, като забавната регулиране на активността на възли въз основа на клетъчните нива на цинк. Когато цинкът е изобилен, забавлението става неактивно чрез формиране на нишки; Когато цинкът е оскъден, той става активен и насърчава продължителната фиксация на азот.
"Този механизъм позволява на растението динамично да регулира фиксирането на азот в отговор на променящите се условия", казва професор Каспър Røjkjær Андерсен, съвместно - автор на изследването. "Това може да бъде ценно в селскостопанските условия, където минимизирането на използването на торове е приоритет."
Устойчивата фиксация на азот може да увеличи наличието на азот в почвата, като се възползва от следващите култури и намалява разчитането на химическите входове. Изследователите планират да проучат как може да се приложи този сигнал за цинк, за да се подобри ефективността и устойчивостта на широко отглежданите бобови растения.
Изследването беше подкрепено от благоприятните проектни симбиози за хранителни вещества в земеделието (ENSA) с финансиране от Фондация Бил и Мелинда Гейтс, Фондация Карлсберг и Европейския съвет за научни изследвания. Патентно заявление, обхващащо откриването на сигнализиране на цинк, е подадено от няколко членове на изследователския екип.
