A műtrágyák okozta szennyezés csökkentése tovább javítja az emberi egészséget.
Az Interesting Engineering jelentése szerint a kulcsfontosságú gabonanövények megnyerése érdekében a kutatók olyan módszert fejlesztettek ki, amely lehetővé teszi a növények számára, hogy a levegőből származó nitrogéngázt műtrágyává alakítsák át, hogy elősegítsék növekedésüket.
A módszer, amelynek célja, hogy legalább hét génből álló sorozatot helyezzenek el a növények mitokondriumaiba és kloroplasztiszaiba, lehetővé teszi a gabonanövények, például a kukorica és a rizs számára, hogy műtrágya alkalmazása nélkül érjék el a nitrogén megkötését napfényen keresztül.
Közel 100 évvel ezelőtt a Haber-Bosch eljárás a globális élelmiszertermelés óriási növekedéséhez vezetett azáltal, hogy forradalmasította a légkörben lévő nitrogén átalakítását olyan formává, amely lehetővé tette a műtrágya ipari méretekben történő előállítását.
A termék tömeggyártása ellenére azonban az IE kifejtette, hogy sok terület, például Afrika szubszaharai része, még mindig nem tud hozzájutni az infrastruktúra hiánya miatt. Ezen a területen és más hasonló területeken nagy az élelmiszerhiány, ez a probléma egyre nő, mivel a szélsőséges időjárás tovább veszélyezteti a termeszthető növényeket.
Ironikus módon, bár a Haber-Bosch eljárás megakadályozta a tömeges éhezést, ugyanakkor jelentős szénlábnyoma is van. Miközben lehetővé teszi a termények tömegtermelését, hozzájárul a Föld túlmelegedéséhez, aminek hatásai veszélyeztetik az alapvető termékeket.
A Utah Állami Egyetem biokémikusa, Lance Seefeldt a kiadványnak elmondta, hogy a világ piszkos energiájának csaknem 2%-át műtrágya előállítására használják fel. Ez nemcsak a környezetet károsítja, hanem maga a műtrágya is káros, a mérgező lefolyás pedig pusztítást végez a vízi ökoszisztémákban.
Seefeldt és az USU vezető tudósa, Zhi-Yong Yang spanyolországi és egyesült államokbeli kollégáival együttműködött egy projektben, hogy segítse a súlyosan küzdő területeket és a globális élelmiszerellátást, amely a globális hőmérséklet emelkedése miatt veszélyben van. öt év a gabonanövények biológiájának újratervezésére.
Eleinte kilencre csökkentették a nitrogénkötéshez szükséges gének számát, de később meglepődve tapasztalták, hogy képesek eltávolítani néhányat, amelyet kezdetben kritikusnak tartottak.
"A cél az, hogy géneket helyezzenek el a haszonnövények mitokondriumaiban és kloroplasztiszaiban, lehetővé téve számukra, hogy elegendő energiát termeljenek a nitrogén megkötéséhez" - mondta Yang az IE-nek. "Ez egy nagyon klassz bizonyíték. Lényegében ezekben az alapvető kalóriatartalmú növényekben - rizsben, kukoricában és burgonyában - lehetett beépített műtrágya."
"Részről-darabra tanuljuk meg, hogy milyen génekre és a gének milyen kombinációjára van szükség a nitrogénkötés eléréséhez a különböző sejtekben" - mondta Seefeldt. "Ahelyett, hogy csak egy kürt szólna, megpróbáljuk az egész zenekart együtt játszani."
Amellett, hogy megoldást kínál az élelmiszerhiány megszüntetésére a kevésbé fejlett és kevésbé hozzáférhető területeken, azáltal, hogy kiküszöböli a mérgező műtrágya szükségességét a növények nagy részében, a folyamat jelentős szerepet játszik az élelmiszer- és mezőgazdasági ipar megtisztításában. A műtrágyák okozta szennyezés csökkentése tovább javítja az emberi egészséget.
A folyamat a világon kívüli előnyökkel is jár. Az IE arról számolt be, hogy Seefeldt és az USU kollégája, Bruce Bugbee együttműködtek a NASA által finanszírozott erőfeszítésekben, hogy megvizsgálják, hogyan lehet fenntartani az emberi életet hosszú távú űrmissziók során, beleértve a Marsra tett utazásokat is.
