A koppenhágai egyetem kutatói megtalálták azt a gént a növényekben, amelyik támogatja az együttműködésüket a szimbionta mikorrhiza gombákkal. A jobb együttműködésnek köszönhetően javul a növények foszforral való ellátottsága. A felfedezés növeli a termelés hatékonyságát, és a kisebb műtrágyakivitel révén a környezetterhelés csökkentéséhez is hozzájárul – írja az agropages.com.
A műtrágya 70 százaléka nem hasznosul
Ahogy a bolygó összes élőlényében, úgy a növényekben is a foszfor az energiaforgalom kulcseleme. Foszfor hiányában rosszabbul fejlődik a növény gyökérzete, sérül a termésképzés is. Ezért a mezőgazdaságban rendszeres a talajok foszforutánpótlása, ezt jellemzően a vegetációs időszakon kívül, szilárd műtrágyákkal végezzük. Csakhogy a becslések szerint a kiszórt tápanyag 70 százaléka nem hasznosul, a növények számára oldhatatlan vegyületekben fixálódik, és idővel a talajvizekbe mosódik ki. Minél kötöttebb és minél savanyúbb a talaj, annál nehezebb kerül a tápelem a növény által felvehető formába. Az oldott foszfátion is alig képes a talajban vándorolni, már a gyökerektől mért 5-10 mm-es (!) távolság is mérhetetlen messzinek számít. A növények mégis hektáronként és évente 10-30 kg foszfort vonnak ki a talajból. Ez nem lenne lehetséges a velük szimbiotikus kapcsolatban élő mikorrhiza gombák nélkül. A kölcsönösen előnyös együttműködésben a növények lehetővé teszik a gombák számára, hogy kész anyagcsere-termékeikből, a cukrokból és zsírokból részesüljenek. Cserébe a gombák messzenyúló fonalaik révén lehetővé teszik a növények számára, hogy elérjék és felvehessék a talajoldatban, a talajkolloidokon, sőt az ásványokban fellelhető foszfort is. Erről itt irtunk részletesen.
Amikor ellustul a növény
A mikorrhiza rendszerről évtizedek óta tudjuk, hogy 50%-kal képes növelni a foszfor felvehetőségét a talajból. A szimbiotikus kapcsolat azonban mégsem jön mindig létre, és az intenzitása is változó. Minél több a foszfor a talajban, a növény annál hajlamosabb lemondani a talajgombák segítségéről, nem „pocsékolja” energiáit az együttműködés kiépítésére, így összességében rosszabb hatékonysággal hasznosítja a talaj tápelemtartalmát – mutattak rá a koppenhágai egyetem kutatói. Nyugat-Európában nemcsak a dánok, de a hollandok és a németek is a talajok extrém magas foszfátterhelésével küzdenek, amiben az állattartás nagy súlya a fő ludas – ez a szerves kötésű foszforvegyületek legnagyobb kibocsátója. Ám ugyanígy elmarad a növény-gomba együttműködés, ha minimális a talaj foszfortartalma.
Csapatjátékos növények szerkesztése
„Számos kísérlettel bizonyítottuk, hogy foszfor hiányában a növényben nem működik a CLE53 gén. Ugyanakkor azokban a növényekben, amelyekben fejlett volt a szimbiotikus kapcsolat és magas volt a foszforszintjük, ennek ellenkezőjét láttuk” – mondja Thomas Christian de Bang. A gén szerkesztése révén hatékonyabbá lehetne tenni a gomba és a növény együttműködését, még azokban az esetekben is, amikor a növény „elkényelmesedett” a sok foszfor miatt, így sokkal hatékonyabban hasznosulhatna a foszfáttal terhelt, de a foszfátban hiányos talajok tápanyagtartalma is.
A növények genomikus szerkesztése számos EU-n kívüli országban – például Kínában, az Egyesült Államokban, Svájcban és az Egyesült Királyságban – megengedett. Az unió azonban elutasító az olyan génszerkesztési módszerekkel szemben, mint a CRISPR. A dánok öt év alatt el tudnak készülni egy hatékonyabb szimbiózist lehetővé tevő CLE53-génnel. Már csak az a kérdés, hogy ezt is az amerikaiaknak és a briteknek kell eladniuk vagy hasznosíthatják az európai gazdák is?
