Ein Team von europäischen Wissenschaftlern hat ein Zink - -Protein identifiziert, das die Stickstofffixierung in Hülsenfrüchten reguliert und neue Möglichkeiten für die Verringerung der Verwendung des synthetischen Düngers in der Landwirtschaft eröffnet.
Es wurde festgestellt, dass das Protein, das als Fixierung unter Nitrat (Fun) bekannt ist, als Zinksensor und Transkriptionsfaktor fungiert, der beeinflusst, wie Hülsenfrüchte mit Rhizobie -Bakterien interagieren, um den atmosphärischen Stickstoff in eine nutzbare Form für das Pflanzenwachstum umzuwandeln. Die Ergebnisse wurden in veröffentlicht inNaturund sind das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen Forschern der Aarhus University, der Polytechnic University of Madrid und der europäischen Synchrotronstrahlungseinrichtung.
"Zink wurde noch nie als Signalmolekül in Pflanzen angesehen", sagte der Assistenzprofessor Jieshun Lin von der Universität Aarhus und führender Autor der Studie. "Nach mehr als 150.000 Pflanzen haben wir Spaß als Zink - reaktionsschnell für die Stickstofffixierung kritische Regulator identifiziert."
Hülsenfrüchte wie Sojabohnen, Cowpeas und Faba -Bohnen basieren auf Symbiose mit Stickstoff -, die Bakterien in Wurzelknoten fixieren. Diese Knötchen sind jedoch sehr empfindlich gegenüber Umgebungsbedingungen und werden häufig geschlossen, wenn Stickstoff bereits im Boden reichlich vorhanden ist. Die Forschung zeigt, dass Zink in diesem Prozess als sekundäres Signal wirkt und die Knotenaktivität auf der Grundlage der zellulären Zinkwerte unterhaltsam fungiert. Wenn Zink reichlich ist, wird Spaß durch die Bildung von Filamenten inaktiv; Wenn Zink knapp ist, wird es aktiv und fördert die fortgesetzte Stickstofffixierung.
"Dieser Mechanismus ermöglicht es der Pflanze, die Stickstofffixierung als Reaktion auf sich ändernde Bedingungen dynamisch zu regulieren", sagte Professor Kasper Røjkjær Andersen, ein CO - Autor der Studie. "Das könnte in landwirtschaftlichen Umgebungen von Nutzen sein, in denen die Minimierung der Düngemittelgebrauch eine Priorität hat."
Eine anhaltende Stickstofffixierung könnte die Stickstoffverfügbarkeit im Boden erhöhen, die nachfolgenden Pflanzen zugute kommen und die Abhängigkeit von chemischen Inputs verringern. Die Forscher planen zu untersuchen, wie dieser Zink -Signalweg angewendet werden kann, um die Effizienz und Widerstandsfähigkeit von weit verbreiteten Hülsenfrüchten zu verbessern.
Die Forschung wurde durch das Ensa -Projekt für Nährstoffsymbiosen in Agriculture (ENSA) unterstützt, mit Finanzmitteln der Bill & Melinda Gates Foundation, der Carlsberg Foundation und des European Research Council. Eine Patentanwendung, die die Entdeckung der Zinksignalisierung abdeckt, wurde von mehreren Mitgliedern des Forschungsteams eingereicht.
