Một nhóm các nhà khoa học châu Âu đã xác định được một loại protein cảm biến kẽm - điều chỉnh sự cố định nitơ trong các loại đậu, mở các khả năng mới để giảm sử dụng phân bón tổng hợp trong nông nghiệp.
Protein, được gọi là cố định dưới nitrat (FUN), được tìm thấy hoạt động như một cảm biến kẽm và yếu tố phiên mã ảnh hưởng đến cách các loại đậu tương tác với vi khuẩn rhizobia để chuyển đổi nitơ khí quyển thành một dạng có thể sử dụng để phát triển thực vật. Những phát hiện đã được công bố trongThiên nhiênvà là kết quả của sự hợp tác giữa các nhà nghiên cứu tại Đại học Aarhus, Đại học Bách khoa Madrid và Cơ sở bức xạ Synchrotron châu Âu.
"Kẽm trước đây chưa bao giờ được coi là một phân tử tín hiệu trong thực vật", giáo sư trợ lý Jieshun Lin của Đại học Aarhus và tác giả chính của nghiên cứu cho biết. "Sau khi sàng lọc hơn 150.000 nhà máy, chúng tôi đã xác định niềm vui là kẽm - Bộ điều chỉnh đáp ứng quan trọng đối với cố định nitơ."
Các loại đậu như đậu nành, đậu đũa và đậu faba dựa vào sự cộng sinh với nitơ - Sửa vi khuẩn trong các nốt gốc. Tuy nhiên, các nốt này rất nhạy cảm với các điều kiện môi trường và thường ngừng hoạt động khi nitơ đã có nhiều trong đất. Nghiên cứu cho thấy kẽm hoạt động như một tín hiệu thứ cấp trong quá trình này, với hoạt động nốt điều chỉnh thú vị dựa trên mức kẽm tế bào. Khi kẽm rất phong phú, niềm vui trở nên không hoạt động bằng cách hình thành các sợi dây; Khi kẽm khan hiếm, nó trở nên hoạt động và thúc đẩy cố định nitơ tiếp tục.
Giáo sư Kasper Røjkjkjær Andersen, một tác giả của nghiên cứu cho biết: "Cơ chế này cho phép nhà máy điều chỉnh tự động cố định nitơ để đáp ứng với các điều kiện thay đổi". "Điều đó có thể có giá trị trong các môi trường nông nghiệp trong đó giảm thiểu việc sử dụng phân bón là ưu tiên."
Việc cố định nitơ bền vững có thể làm tăng tính sẵn có nitơ trong đất, mang lại lợi ích cho các loại cây trồng tiếp theo và giảm sự phụ thuộc vào đầu vào hóa học. Các nhà nghiên cứu có kế hoạch khám phá làm thế nào con đường truyền tín hiệu kẽm này có thể được áp dụng để cải thiện hiệu quả và khả năng phục hồi của các cây họ đậu được trồng rộng rãi.
Nghiên cứu được hỗ trợ bởi dự án Symbioses dinh dưỡng cho phép, với tài trợ từ Quỹ Bill & Melinda Gates, Quỹ Carlsberg và Hội đồng nghiên cứu châu Âu. Một ứng dụng bằng sáng chế bao gồm phát hiện báo hiệu kẽm đã được một số thành viên của nhóm nghiên cứu nộp.
