Як рослини можуть використовувати важко засвоюваний органічний фосфор?

Сучасна дилема щодо виснаження та забруднення неорганічного фосфору, спричиненого надлишком рівня фітатів у ґрунті, створює довгостроковий ризик для стійкого сільського господарства.

використовувати

"Фітази - це ферменти, які гідролізують фітат і виділяють фосфати. Рослини мають ендогенні фітази в насінні, але їх активність в інших рослинних тканинах дуже низька. На відміну від багатьох вищих еукаріотів, мікроорганізми (бактерії та гриби) можуть знешкоджувати фосфор із фітату, оскільки вони виробляють різноманітність фітаз з дуже різними способами дії та специфікою ", - ділиться Лія Валєєва.

Разом із однолітком Нямсурен Чулунцецег та під керівництвом професора Маргарити Шаріпової з кафедри мікробіології та професора Євгена Шакірова з Університету Остіна вони провели унікальний біоінженерний експеримент: ген фітази агломеранів Pantoea (грамнегативний та відомий як умовно-патогенний патоген) було пересаджено на бур’ян Arabidopsis thaliana з метою підвищення здатності рослини розщеплювати високостійкі та нерозчинні сполуки фосфору.

Послідовність Pantoea sp. Ген paPhyC був оптимізований для кодону для експресії в A. thaliana. Усі рослини дикого типу (WT) та трансгенні рослини вирощували в умовах контрольованого середовища (16 годин світлового періоду/8 годин темного періоду) при 22 ° C та вологості 60%. Перед посадкою грунт стерилізували автоклавуванням і кожні 2-3 дні поливали дистильованою водою.

Трансгенні рослини експресують фітазу як на рівні транскрипції, так і на трансляції і можуть служити моделлю для кращого розуміння впливу експресії бактеріальної фітази в тканинах рослин на обмін речовин, ріст і розвиток рослин. Хоча деякі мікробні фітази можуть бути використані для проектування рослин, які здатні рости на фосфатно-виснаженому середовищі, інші можуть бути використані для проектування рослин з низьким вмістом фітатів, які краще підходять для корму тваринам і з меншою ймовірністю сприяють збільшенню забруднення навколишнього середовища.

Отримані результати вказують на те, що бактеріальні ферменти в рослинах можуть бути ефективним способом потенційно підвищити продуктивність врожаю в умовах дефіциту неорганічного фосфору в грунті.