Dr Eduardo Blumwald (tengen) lan Akhilesh Yadav, Ph.D., lan anggota tim liyane ing Universitas California, Davis, ngowahi beras kanggo nyengkuyung bakteri lemah ngasilake luwih akeh nitrogen sing bisa digunakake tanduran. [Trina Kleist/UC Davis]
Peneliti nggunakake CRISPR kanggo insinyur beras kanggo nyengkuyung bakteri lemah kanggo ndandani nitrogen sing dibutuhake kanggo tuwuh. Temuan kasebut bisa nyuda jumlah pupuk nitrogen sing dibutuhake kanggo tuwuh, nylametake petani Amerika milyar dolar saben taun lan entuk manfaat lingkungan kanthi nyuda polusi nitrogen.
"Tetanduran minangka pabrik kimia sing luar biasa," ujare Dr Eduardo Blumwald, profesor ilmu tanduran sing misuwur ing Universitas California, Davis, sing mimpin studi kasebut. Timnya nggunakake CRISPR kanggo ningkatake pemecahan apigenin ing beras. Dheweke nemokake yen apigenin lan senyawa liyane nyebabake fiksasi nitrogen bakteri.
Pakaryan kasebut diterbitake ing jurnal Plant Biotechnology ("Modifikasi genetik biosintesis flavonoid beras nambah pembentukan biofilm lan fiksasi nitrogen biologis dening bakteri pengikat nitrogen lemah").
Nitrogen penting kanggo tuwuh tanduran, nanging tanduran ora bisa langsung ngowahi nitrogen saka udara dadi wujud sing bisa digunakake. Nanging, tetanduran ngandelake nyerep nitrogen anorganik, kayata amonia, sing diprodhuksi dening bakteri ing lemah. Produksi pertanian adhedhasar panggunaan pupuk sing ngemot nitrogen kanggo nambah produktivitas tanduran.
"Yen tanduran bisa ngasilake bahan kimia sing ngidini bakteri lemah kanggo ndandani nitrogen atmosfer, kita bisa insinyur tanduran kanggo ngasilake luwih akeh bahan kimia kasebut," ujare. "Bahan kimia iki nyurung bakteri lemah kanggo ndandani nitrogen lan tanduran nggunakake amonium sing diasilake, saéngga nyuda kabutuhan pupuk kimia."
Tim Broomwald nggunakake analisis kimia lan genomik kanggo ngenali senyawa ing tanduran pari - apigenin lan flavonoid liyane - sing ningkatake aktivitas mbenakake nitrogen bakteri.
Dheweke banjur nemtokake jalur kanggo ngasilake bahan kimia lan nggunakake teknologi panyuntingan gen CRISPR kanggo nambah produksi senyawa sing ngrangsang pembentukan biofilm. Biofilm kasebut ngemot bakteri sing ningkatake transformasi nitrogen. Akibaté, aktivitas mbenakake nitrogen bakteri mundhak lan jumlah amonium sing kasedhiya kanggo tanduran mundhak.
"Tanduran pari sing luwih apik nuduhake panenan gandum sing tambah nalika ditanam ing kahanan sing diwatesi nitrogen lemah," tulis para peneliti ing koran kasebut. "Asil kita ndhukung manipulasi jalur biosintesis flavonoid minangka cara kanggo ngindhuksi fiksasi nitrogen biologis ing biji-bijian lan nyuda isi nitrogen anorganik. Panggunaan pupuk. Strategi Nyata."
Tanduran liyane uga bisa nggunakake rute iki. Universitas California wis nglamar paten babagan teknologi kasebut lan saiki ngenteni. Riset kasebut didanai dening Yayasan Will W. Lester. Kajaba iku, Bayer CropScience ndhukung riset luwih lanjut babagan topik iki.
"Pupuk nitrogen larang banget," ujare Blumwald. "Apa wae sing bisa ngilangi biaya kasebut penting. Ing tangan siji, iki masalah dhuwit, nanging nitrogen uga duwe efek mbebayani ing lingkungan.
Umume pupuk sing ditrapake ilang, mlebu ing lemah lan banyu lemah. Panemuan Blumwald bisa mbantu nglindhungi lingkungan kanthi nyuda polusi nitrogen. "Iki bisa nyedhiyakake praktik pertanian alternatif sing bisa nyuda panggunaan pupuk nitrogen sing berlebihan," ujare.