Μια ομάδα ευρωπαίων επιστημόνων έχει εντοπίσει μια πρωτεΐνη ανίχνευσης ψευδαργύρου - που ρυθμίζει τη σταθεροποίηση του αζώτου στα όσπρια, ανοίγοντας νέες δυνατότητες για τη μείωση της συνθετικής χρήσης λιπασμάτων στη γεωργία.
Η πρωτεΐνη, γνωστή ως σταθεροποίηση κάτω από νιτρικά (διασκέδαση), βρέθηκε ότι δρα ως αισθητήρας ψευδαργύρου και παράγοντας μεταγραφής που επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο τα όσπρια αλληλεπιδρούν με τα βακτήρια ριζόβιας για να μετατρέψουν το ατμοσφαιρικό άζωτο σε χρησιμοποιήσιμη μορφή για την ανάπτυξη των φυτών. Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στοΦύσηκαι είναι το αποτέλεσμα μιας συνεργασίας μεταξύ ερευνητών στο Πανεπιστήμιο Aarhus, του Πολυχενικού Πανεπιστημίου της Μαδρίτης και της Ευρωπαϊκής εγκατάστασης ακτινοβολίας Synchrotron.
"Ο ψευδάργυρος δεν έχει θεωρηθεί ποτέ ένα μόριο σηματοδότησης στα φυτά", δήλωσε ο βοηθός καθηγητής Jieshun Lin του Πανεπιστημίου Aarhus και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. "Μετά την προβολή περισσότερων από 150.000 φυτών, εντοπίσαμε τη διασκέδαση ως ψευδάργυρο - που ανταποκρίνεται στον καθοριστικό ρυθμιστή για τη σταθεροποίηση του αζώτου".
Τα όσπρια όπως η σόγια, οι αγελάδες και τα φασόλια Faba βασίζονται στη συμβίωση με άζωτο - στερέωση των βακτηρίων σε οζίδια ρίζας. Ωστόσο, αυτά τα οζίδια είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στις περιβαλλοντικές συνθήκες και συχνά κλείνουν όταν το άζωτο είναι ήδη άφθονο στο έδαφος. Η έρευνα δείχνει ότι ο ψευδάργυρος δρα ως δευτερεύον σήμα σε αυτή τη διαδικασία, με διασκέδαση προσαρμογής της δραστηριότητας οζιδίων με βάση τα επίπεδα κυτταρικού ψευδαργύρου. Όταν ο ψευδάργυρος είναι άφθονος, η διασκέδαση γίνεται ανενεργή με τη διαμόρφωση νηματίων. Όταν ο ψευδάργυρος είναι σπάνιος, γίνεται ενεργός και προωθεί τη συνεχιζόμενη σταθεροποίηση του αζώτου.
"Αυτός ο μηχανισμός επιτρέπει στο εργοστάσιο να ρυθμίζει δυναμικά τη σταθεροποίηση του αζώτου σε απάντηση στις μεταβαλλόμενες συνθήκες", δήλωσε ο καθηγητής Kasper Røjkjær Andersen, ένας συντάκτης της μελέτης. "Αυτό θα μπορούσε να είναι πολύτιμο σε γεωργικά περιβάλλοντα όπου η ελαχιστοποίηση της χρήσης λιπασμάτων αποτελεί προτεραιότητα".
Η παρατεταμένη σταθεροποίηση του αζώτου θα μπορούσε να αυξήσει τη διαθεσιμότητα του αζώτου στο έδαφος, ωφελώντας τις επόμενες καλλιέργειες και μειώνοντας την εξάρτηση από τις χημικές εισροές. Οι ερευνητές σχεδιάζουν να διερευνήσουν πώς μπορεί να εφαρμοστεί αυτή η οδός σηματοδότησης ψευδαργύρου για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας και της ανθεκτικότητας των ευρέως καλλιεργημένων οσπρίων.
Η έρευνα υποστηρίχθηκε από το έργο που επιτρέπει τη διαχείριση των θρεπτικών ουσιών στη γεωργία (ENSA), με χρηματοδότηση από το Ίδρυμα Bill & Melinda Gates, το Ίδρυμα Carlsberg και το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας. Μια αίτηση διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας που καλύπτει την ανακάλυψη σηματοδότησης ψευδαργύρου έχει κατατεθεί από διάφορα μέλη της ερευνητικής ομάδας.
