Fagfellevurdert forskning nylig publisert i Scientific Reports har avduket en potensielt revolusjonerende teknologi som kan forvandle den hundre år gamle metoden for nitrogenlevering til avlinger. Denne samarbeidsstudien, som involverer forskere fra University of Wisconsin-Madison, Purdue University og Pivot Bio, presenterer banebrytende bevis på at genredigerte mikrober effektivt kan fikse atmosfærisk nitrogen og overføre det direkte til kornavlinger.
Studien brukte isotopisk merket nitrogen for å spore sin reise fra luften til klorofyllet i maisblader, noe som bekreftet at nitrogenet ble fikset av de genredigerte mikrobene. Feltstudier viste videre at disse mikrobene kunne gi en mengde nitrogen som kan sammenlignes med opptil 40 pund syntetisk nitrogengjødsel per acre, og oppnå lignende avlinger.
Dr. Bruno Basso, professor ved Michigan State University som ikke er involvert i studien, fremhevet kompleksiteten ved å håndtere nitrogennivåer i avlinger på grunn av uforutsigbart vær og varierende jordforhold. Denne kompleksiteten gjør det ofte utfordrende å nøyaktig matche næringstilførselen med avlingsbehovet.
Diazotrofer, en type bakterier som naturlig er i stand til å omdanne atmosfærisk nitrogen til ammonium, er sentrale i prosessen kjent som biologisk nitrogenfiksering (BNF). Imidlertid mister tradisjonelle jorddiazotrofer sin nitrogenfikserende evne når de utsettes for høye nitrogennivåer over lengre perioder, en situasjon som er vanlig i åkre behandlet med syntetisk gjødsel.
Forskerne ved Pivot Bio har overvunnet denne utfordringen ved å utvikle genredigerte mikrober som fortsetter å fikse nitrogen selv i nitrogenrike miljøer. "Med genredigeringene blinder vi mikrober for tilstedeværelsen av nitrogen i omgivelsene, slik at de kan fortsette å fikse ammonium og levere det direkte til avlingens rotsystem," forklarte Dr. Karsten Temme, innovasjonssjef i Pivot Bio.
Denne utviklingen er en del av Pivot Bios bredere strategi for å øke nitrogeneffektiviteten i oppdrett og redusere miljøpåvirkningen fra syntetisk gjødsel. Feltforsøkene inkluderte en rekke isotopiske eksperimenter under virkelige forhold, som bekreftet nitrogenfikseringsevnen til de genredigerte mikrobene. Prøver samlet inn fra forskjellige gårder viste at å erstatte tradisjonell nitrogengjødsel med Pivot Bios PROVEN® 40 førte til økte nitrogennivåer i planter tidlig i sesongen uten å påvirke den totale avlingen.
Implikasjonene av denne forskningen er betydelige, ifølge Dr. Temme, da den antyder at bønder kan redusere avhengigheten av syntetisk nitrogengjødsel uten å ofre avlingens produktivitet. Denne fremgangen kommer ikke bare bønder til gode, men har også potensial til å redusere miljøforurensning og redusere landbrukets karbonavtrykk.
