Satu pasukan saintis Eropah telah mengenal pasti zink - protein penderiaan yang mengawal penetapan nitrogen dalam kekacang, membuka kemungkinan baru untuk mengurangkan penggunaan baja sintetik dalam pertanian.
Protein, yang dikenali sebagai penetapan di bawah nitrat (FUN), didapati bertindak sebagai sensor zink dan faktor transkripsi yang mempengaruhi bagaimana kekacang berinteraksi dengan bakteria Rhizobia untuk menukar nitrogen atmosfera menjadi bentuk yang boleh digunakan untuk pertumbuhan tumbuhan. Penemuan telah diterbitkan dalamAlamdan hasil kerjasama antara penyelidik di Universiti Aarhus, Universiti Madrid Politeknik, dan Kemudahan Sinaran Synchrotron Eropah.
"Zink tidak pernah dianggap sebagai molekul isyarat dalam tumbuhan," kata penolong profesor Jieshun Lin dari Universiti Aarhus dan pengarang utama kajian itu. "Selepas menyaring lebih daripada 150,000 tumbuhan, kami mengenal pasti keseronokan sebagai pengatur zink - yang kritikal untuk penetapan nitrogen."
Kekacang seperti kacang soya, cowpeas, dan kacang faba bergantung pada simbiosis dengan nitrogen - membetulkan bakteria dalam nodul akar. Walau bagaimanapun, nodul ini sangat sensitif terhadap keadaan alam sekitar dan sering ditutup apabila nitrogen sudah banyak di dalam tanah. Penyelidikan menunjukkan bahawa zink bertindak sebagai isyarat sekunder dalam proses ini, dengan keseronokan menyesuaikan aktiviti nodul berdasarkan tahap zink selular. Apabila zink banyak, keseronokan menjadi tidak aktif dengan membentuk filamen; Apabila zink jarang berlaku, ia menjadi aktif dan menggalakkan penetapan nitrogen yang berterusan.
"Mekanisme ini membolehkan tumbuhan untuk mengawal penetapan nitrogen secara dinamik sebagai tindak balas kepada perubahan keadaan," kata Profesor Kasper Røjkjær Andersen, pengarang Co -. "Itu boleh menjadi sangat berharga dalam tetapan pertanian di mana meminimumkan penggunaan baja adalah keutamaan."
Penetapan nitrogen yang berterusan dapat meningkatkan ketersediaan nitrogen di dalam tanah, memberi manfaat kepada tanaman berikutnya dan mengurangkan pergantungan pada input kimia. Para penyelidik merancang untuk meneroka bagaimana laluan isyarat zink ini boleh digunakan untuk meningkatkan kecekapan dan ketahanan kekacang yang ditanam secara meluas.
Penyelidikan ini disokong oleh projek simbiosis nutrien dalam pertanian (ENSA), dengan pembiayaan dari Yayasan Bill & Melinda Gates, Yayasan Carlsberg, dan Majlis Penyelidikan Eropah. Permohonan paten yang meliputi penemuan isyarat zink telah difailkan oleh beberapa ahli pasukan penyelidikan.
