Изилдөөчүлөрдүн эл аралык тобу атайын буудай үчүн иштеп чыккан жаңы селекция концепциясы азоттук жер семирткичтерди колдонуу деңгээлин төмөндөтүүгө жардам бериши керек. Бул эмне үчүн маанилүү?
Азык-түлүк жана малга тоют өндүрүүнү көбөйтүү үчүн интенсивдүү айыл чарба барган сайын азоттук (N) жер семирткичтерге көбүрөөк таянып жатат. Бирок, ар жылы айыл чарба жерлерине берилген азоттун жарымынан көбү жоголуп, абага жана сууга тарап кетет.
Айыл чарба жана азык-түлүк уюмунун (FAO) эсебинде, айыл чарбасында колдонуу үчүн азоттуу жер семирткичтерге болгон дүйнөлүк бир жылдык суроо-талап болжол менен 190 миллион тоннанын тегерегинде. Тилекке каршы, бул жер семирткичтин 50–80% айлана-чөйрөгө жоголот, анткени азыркы заманбап эгин өстүрүү системаларында азотту колдонуу эффективдүүлүгү төмөн.
Бул жоготуулар өз кезегинде аба менен суунун булганышы, топурактын кычкылданышы, климаттын өзгөрүшү, стратосферадагы озон катмарынын жукарашы жана биокөптүрдүүлүктүн жоголушу өңдүү бир катар олуттуу көйгөйлөргө алып барат.
Андыктан, айыл чарба жерлериндеги азот жоготууларын азайтуу жер семирткичтерге болгон муктаждыкты кыскартуу менен бирге экономикалык натыйжалуулукту арттырат, адамдардын ден соолугун жана экосистемалардын абалын жакшыртат, ошондой эле климаттын өзгөрүшүнө каршы күрөшкө салым кошот.
Голобионт түшүнүгү: өсүмдүктөр менен микроорганизмдерди бирге кароо
Вена университетинин (University of Vienna) изилдөөчүсү Вольфрам Векворт (Wolfram Weckwerth) белгилегендей, айыл чарба өсүмдүктөрүнүн туруктуулугун жана түшүмдүүлүгүн узак мөөнөттүү жогорулатуу аракеттери жалгыз гана өсүмдүктөрдү эмес, алардын тамыры менен жалбырактарынын айланасындагы микробиомду да эске алышы керек.
Топурактагы микробиомдор анын түшүмдүүлүгүн жакшыртууга жана синтетикалык жер семирткичтерге болгон көз карандылыкты азайтууга чоң жардам бере алат.
«Өсүмдүктөрдүн эволюциясы негизинен микробдор менен болгон өз ара аракеттенүүсү аркылуу аныкталат, бирок өсүмдүк голобионтунун экологиясы молекулярдык деңгээлде азырынча жетишсиз изилденген. Ошол эле учурда, бул мамилелер туруктуу айыл чарбасы үчүн абдан чоң потенциалга ээ.
Андыктан, нитрификацияны табигый жол менен басаңдаткан заттарды – биологиялык нитрификация ингибиторлорун (БНИ) бөлүп чыгара алган өсүмдүк сортторун аныктоо өтө маанилүү. Бул заттар өсүмдүктөрдүн тамырынан бөлүнүп чыгып, топуракка тарайт»,- дейт илимпоз алардын аракетинин максатын түшүндүрүп.
Вольфрам Векверттин жетекчилиги менен Plant Biotechnology жана Trends in Plant Science журналдарында чыккан эки изилдөөнүн айрым тыянактарын Вена университети интернет баракчасында жарыялады.
Буудай азоттун жоголушун жайлатуунун табигый жолу катары
Жакында өткөрүлгөн изилдөөдө эл аралык команда буудайдын ар кандай сортторунун топуракта нитрификация жараянын көзөмөлдөөгө жардам берген биологиялык нитрификация ингибиторлорун (БНИ) өндүрүүдөгү мүмкүнчүлүгүн изилдеди.
Анын жүрүшүндө элиталык буудай сортторунун арасында БНИ активдүүлүгүнүн олуттуу табигый ар түрдүүлүгү аныкталды.
“Тамыр системасы бөлүп чыгарган татаал кошулмалар – тамырдын экссудаттары (бөлүнүүлөрү) боюнча биздин анализибиз буудайдын сорттору арасында олуттуу айырмачылыктарды көрсөттү.
Бул экссудаттар микробиомдун айрым курамдарын түзүүгө же басаңдатууга көмөктөшөт жана биологиялык нитрификация ингибиторлорунун (БНИ) өзгөчө жогорку активдүүлүгүнө ээ штаммдарды тандоого жол ачат.
БНИ активдүүлүгү жогору болгон мындай сортторду өстүрүү келечекте фермерлерге азоттук жер семирткичтерге болгон муктаждыкты олуттуу кыскартууга мүмкүндүк берет. Бул антропогендик жер семирткичтердин ашыкча колдонулушунан келип чыккан глобалдык азот циклинин бузулууларын азайтуу багытындагы маанилүү кадам”, – деди алардын изилдөөсүнүн маңызы тууралуу башкы автор Аридам Гхатак (Arindam Ghatak).
Маалыматка негизделген өсүмдүк селекциясы
Жогорудагы табигый чечимди натыйжалуу пайдалануу үчүн Вена университетинин Молекулярдык системалык биология жана Археялык биология менен Экогеномика лабораторияларынан Вольфрам Векверт жетектеген эл аралык илимпоздор тобу селекциянын жаңы концепциясын да иштеп чыгышты.
Жапония, Греция, Австралия, Индия, Канада, АКШ жана Мексикадагы өнөктөш институттар да колдогон изилдөө тобу заманбап өсүмдүк селекциясынын борбордук маселеси катары холобионт концепциясына таянган.
Ал өсүмдүктөр менен топурак микробиомдорунун ортосундагы татаал өз ара аракеттерге басым жасайт.
Маалыматка негизделген инновациялык ыкманын жардамы менен өсүмдүктүн генетикасы, микробиом изилдөөлөрү жана ПАНОМИКА (PANOMICS) интеграцияланып, жогорку өндүрүмдүүлүккө ээ маалыматтар алынат.
“Машиналык үйрөнүү алгоритмдери менен айкалышканда, бул жаңы айыл чарба өсүмдүктөрүнүн БИН потенциалы жогору, климаттын өзгөрүшүнө туруктуу жана топурактын абалын жакшыртууга көмөктөшкөн сортторун жаратуу үчүн келечектүү селекциялык платформаны ачат”, – деп белгиледи профессор Вольфрам Векверт
Вена университети жарыялаган илимий жаңылыкта айтылгандай, голобионт концепциясы парадигманын өзгөрүшүн билдирет. Ал экологияны, системалык биологияны жана селекциялык технологияларды бириктирип, экосистемалардын өз ара байланышын баса көрсөтөт жана климаттык өзгөрүүлөргө туруктуу, ресурска үнөмдүү айыл чарбасы үчүн жаңы жолдорду ача алат. Ага катар буудайдын жана башка айыл чарба өсүмдүктөрүнүн топурактын саламаттыгын жакшыртууга көмөктөшкөн жаңы сортторун жаратууга өбөлгө түзүшү мүмкүн.
Илимий терминдерге түшүндүрмө:
Азоттуу жер семирткич – өсүмдүктөрдүн өсүүсү үчүн зарыл болгон азотту камсыз кылган химиялык кошулма. Көп колдонулуучу түрлөрү – аммоний нитраты, аммоний сульфаты жана карбамид. Алардын ар бири азоттун курамына жана колдонуу ыкмаларына жараша айырмаланат.
Тамырдын экссудаттары – өсүмдүктөрдүн тамырлары тарабынан топуракка бөлүнгөн органикалык кошулмалар. Бул бөлүнүүлөр өсүмдүк менен микроорганизмдердин өз ара байланышында маанилүү роль ойнойт, азыктардын жеткиликтүүлүгүнө, топурактын саламаттыгына жана өсүмдүктүн коргонуу механизмдерине таасир этет.
Биологиялык нитрификация ингибиторлору (БНИ) – айрым өсүмдүктөр тарабынан өндүрүлүүчү табигый кошулмалар, алар топуракта нитрификациялоочу бактериялардын активдүүлүгүн басаңдатат жана айыл чарбасында азотту пайдалануу эффективдүүлүгүн жогорулатууга шарт түзөт.
Микробиом – белгилүү бир чөйрөдө, көбүнчө адамдын, жаныбарлардын же өсүмдүктөрдүн организминде, ошондой эле топуракта же сууда жашаган бардык микроорганизмдердин (мисалы, бактериялар, козу карындар, вирустар жана алардын гендери) жалпы аталышы.
Паномика – биологиялык системаларды тереңирээк түшүнүү максатында геномика, транскриптомика, протеомика жана метаболомика сыяктуу ар кандай “омика” тармактарынан алынган маалыматтарды интеграциялоо ыкмасы. ПАНОМИКА өсүмдүктөрдөгү ар башка касиеттерге таасир этүүчү генетикалык түрлөрдү изилдейт.
Шилтемелер:
- Маалымат макала Вена университетинин интернет баракчасынан https://medienportal.univie.ac.at/en/media/recent-press-releases/detailansicht-en/artikel/the-holobiont-revolution-how-wheat-is-becoming-more-climate-resilient-through-nature-based-plant-br/ которулду.
- Маалымат макалага негиз болгон изилдөө Trends in Plant Science https://www.cell.com/trends/plant-science/fulltext/S1360-1385(25)00134-7?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1360138525001347%3Fshowall%3Dtrue журналында жарыяланган.
- Сүрөт Вена университетинин интернет баракчасынан алынды.
- Илимий терминдерге түшүндүрмөнү Эл Илим коомдук фрнду даярдады.
