डॉ. एडुआर्डो ब्लमवाल्ड (दाएं) और अखिलेश यादव, पीएच.डी., और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, डेविस में उनकी टीम के अन्य सदस्यों ने मिट्टी के जीवाणुओं को अधिक नाइट्रोजन उत्पन्न करने के लिए प्रोत्साहित करने के लिए चावल को संशोधित किया, जिसका उपयोग पौधे कर सकते हैं। [ट्रिना क्लिस्ट/यूसी डेविस]
शोधकर्ताओं ने मिट्टी के जीवाणुओं को उनके विकास के लिए आवश्यक नाइट्रोजन को ठीक करने के लिए प्रोत्साहित करने के लिए चावल को इंजीनियर करने के लिए सीआरआईएसपीआर का उपयोग किया। निष्कर्षों से फसल उगाने के लिए आवश्यक नाइट्रोजन उर्वरक की मात्रा कम हो सकती है, जिससे अमेरिकी किसानों को हर साल अरबों डॉलर की बचत होगी और नाइट्रोजन प्रदूषण को कम करके पर्यावरण को लाभ होगा।
"पौधे अविश्वसनीय रासायनिक कारखाने हैं," कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, डेविस में पादप विज्ञान के प्रतिष्ठित प्रोफेसर डॉ. एडुआर्डो ब्लमवाल्ड, जिन्होंने अध्ययन का नेतृत्व किया, ने कहा। उनकी टीम ने चावल में एपिजेनिन के टूटने को बढ़ाने के लिए सीआरआईएसपीआर का उपयोग किया। उन्होंने पाया कि एपिजेनिन और अन्य यौगिक जीवाणु नाइट्रोजन स्थिरीकरण का कारण बनते हैं।
उनका काम प्लांट बायोटेक्नोलॉजी पत्रिका में प्रकाशित हुआ था ("चावल फ्लेवोनोइड बायोसिंथेसिस का आनुवंशिक संशोधन मिट्टी नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया द्वारा बायोफिल्म निर्माण और जैविक नाइट्रोजन निर्धारण को बढ़ाता है")।
नाइट्रोजन पौधों की वृद्धि के लिए आवश्यक है, लेकिन पौधे हवा से नाइट्रोजन को सीधे उस रूप में परिवर्तित नहीं कर सकते हैं जिसका वे उपयोग कर सकें। इसके बजाय, पौधे मिट्टी में बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित अमोनिया जैसे अकार्बनिक नाइट्रोजन को अवशोषित करने पर निर्भर करते हैं। कृषि उत्पादन पौधों की उत्पादकता बढ़ाने के लिए नाइट्रोजन युक्त उर्वरकों के उपयोग पर आधारित है।
"अगर पौधे ऐसे रसायनों का उत्पादन कर सकते हैं जो मिट्टी के जीवाणुओं को वायुमंडलीय नाइट्रोजन को ठीक करने की अनुमति देते हैं, तो हम पौधों को इन रसायनों का अधिक उत्पादन करने के लिए इंजीनियर कर सकते हैं," उन्होंने कहा। "ये रसायन मिट्टी के जीवाणुओं को नाइट्रोजन स्थिर करने के लिए प्रोत्साहित करते हैं और पौधे परिणामस्वरूप अमोनियम का उपयोग करते हैं, जिससे रासायनिक उर्वरकों की आवश्यकता कम हो जाती है।"
ब्रूमवाल्ड की टीम ने चावल के पौधों में यौगिकों - एपिजेनिन और अन्य फ्लेवोनोइड्स की पहचान करने के लिए रासायनिक विश्लेषण और जीनोमिक्स का उपयोग किया - जो बैक्टीरिया की नाइट्रोजन-फिक्सिंग गतिविधि को बढ़ाते हैं।
फिर उन्होंने रसायनों के उत्पादन के लिए मार्गों की पहचान की और बायोफिल्म निर्माण को प्रोत्साहित करने वाले यौगिकों के उत्पादन को बढ़ाने के लिए सीआरआईएसपीआर जीन-संपादन तकनीक का उपयोग किया। इन बायोफिल्म्स में बैक्टीरिया होते हैं जो नाइट्रोजन परिवर्तन को बढ़ाते हैं। परिणामस्वरूप, बैक्टीरिया की नाइट्रोजन-स्थिरीकरण गतिविधि बढ़ जाती है और पौधे को उपलब्ध अमोनियम की मात्रा बढ़ जाती है।
शोधकर्ताओं ने पेपर में लिखा है, "मिट्टी की नाइट्रोजन-सीमित परिस्थितियों में उगाए जाने पर उन्नत चावल के पौधों ने अनाज की उपज में वृद्धि देखी है।" “हमारे परिणाम अनाज में जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण को प्रेरित करने और अकार्बनिक नाइट्रोजन सामग्री को कम करने के तरीके के रूप में फ्लेवोनोइड जैवसंश्लेषण मार्ग के हेरफेर का समर्थन करते हैं। उर्वरक का उपयोग. वास्तविक रणनीतियाँ।”
अन्य पौधे भी इस मार्ग का उपयोग कर सकते हैं। कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय ने प्रौद्योगिकी पर पेटेंट के लिए आवेदन किया है और फिलहाल इसका इंतजार कर रहा है। शोध को विल डब्ल्यू लेस्टर फाउंडेशन द्वारा वित्त पोषित किया गया था। इसके अलावा, बायर क्रॉपसाइंस इस विषय पर आगे के शोध का समर्थन करता है।
ब्लमवाल्ड ने कहा, "नाइट्रोजन उर्वरक बहुत, बहुत महंगे हैं।" “कोई भी चीज़ जो उन लागतों को ख़त्म कर सकती है वह महत्वपूर्ण है। एक तरफ, यह पैसे का सवाल है, लेकिन नाइट्रोजन का पर्यावरण पर हानिकारक प्रभाव भी पड़ता है।
प्रयुक्त अधिकांश उर्वरक मिट्टी और भूजल में रिसकर नष्ट हो जाते हैं। ब्लमवाल्ड की खोज नाइट्रोजन प्रदूषण को कम करके पर्यावरण की रक्षा करने में मदद कर सकती है। उन्होंने कहा, "यह एक स्थायी वैकल्पिक कृषि अभ्यास प्रदान कर सकता है जो अतिरिक्त नाइट्रोजन उर्वरक के उपयोग को कम करेगा।"