روشی نوین برای بهبود کارایی نیتروژن و افزایش عملکرد در برنج
- منتشر شده در چهارشنبه, 24 ارديبهشت 1399 07:23
کودهای شیمیایی نیتروژنه همچون نیترات و آمونیوم عملکرد محصول در هکتار را افزایش میدهند. اما آبشویی نیتروژن یک معضل اصلی برای سلامت محیط زیست و انسان است؛ زیرا گیاهان تنها 40 درصد نیتروژن را جذب میکنند و مابقی آن وارد هوا، خاک و آب میگردد. با این پدیده، آبهای زیرزمینی و شیرین رفته رفته آلوده میشوند. به علاوه، استفاده زیاد از کودهای نیتروژنه باعث تأخیر در گلدهی و آسیبپذیر کردن گیاه به سرمای دیررس میشود.
مطالعات اخیر در زمینه بهبود کارایی نیتروژن در گیاه برنج باعث شناسایی یک عامل انتقال دهنده نیتروژن (NRT) شده که می‌تواند به نگرانیهایی همچون گلدهی با تأخیر یا سرمای دیرس پاسخ دهد. مطالعه انجام شده توسط Wang و همکاران سبب شناسایی یک ژن انتقال دهنده در برنج بهنام OsNRT1.1A شده است که هم کارایی نیتروژن و هم زمان گلدهی در گیاه را تحت تأثیر قرار میدهد. این مقاله که در مجله معتبر The Plant Cell چاپ شده است، نشان میدهد که لاینهای موتانت این ژن کارایی پایینی در استفاده بهینه از نیتروژن دارند. به علاوه، این موتانتها 80 درصد دانه کمتری از برنج معمولی (شاهد) تولید میکنند.
امّا بیشبیان این ژن باعث میشود که گیاه بلندتر، سبزتر و داری زیست توده بیشتری نسبت به برنج معمولی باشد. این گیاهان همچنین مقدار جذب بالایی از آمونیوم و نیترات را از محیط هیدروپونیک نشان دادند. مطالعات چندساله گیاهان با ژن OsNRT1.1A بیشبیان، مقدار عملکرد بالایی (30 و حتی 60 درصد بیشتر) نسبت به گیاهان معمولی داشتند. این گیاهان همچنین یک تا دو هفته زودتر به گلدهی میرفتند.
نویسنده مسئول این مقاله پروفسور Chengcai Chu بیان میکند که طی 100 سال اخیر، استفاده از کودهای نیتروژنه یکی از موثرترین ابزارها برای افزایش محصول در گیاهان بوده است. تخمین زده میشود که هرساله در حدود 120 تن کود نیتروژنه در سرتاسر جهان مورد استفاده قرار میگیرد، که نقش به‌سزایی در آلودگی محیط زیست به نیتروژن ایفا میکند. بهرهگیری از عواملی همچون ژن OsNRT1.1A می‌تواند نقش مهمی هم در جذب نیتروژن و هم گلدهی زودهنگام داشته باشد، که هر دو مورد از عوامل بسیار مهم و مطلوب برای تولیدات کشاورزی هستند.
مورد جالب توجه دیگر این است، که افزایش بیان این ژن حتی در پهنبرگها تأثیر مثبتی در افزایش عملکرد و دانه دارد. این نتایج بر روی گیاه مدل آرابیدوپسیس هم در شرایط گلخانه ای و هم در شرایط مزرعه تأیید شده است. گمان میرود بیشبیان این ژن در گیاهان دیگر نیز می‌تواند دو ویژگی مطلوب یعنی افزایش کارایی جذب نیتروژن و تسریع در گلدهی را تضمین کند.
ترجمه: داور عابدینی