Азот является жизненно важным элементом для всех растений, но всё чаще планета платит высокую цену за использование азотных удобрений. Избыток азота попадает с грунтовыми водами в реки и озера и вызывает их зарастание водорослями, в результате чего образуются колоссальные мертвые зоны с пониженным содержанием кислорода, например, до 6000 до 7000 квадратных миль в зоне Мексиканского залива.

Благодаря способности бобовых «фиксировать» азот, т.е., улавливать его из воздуха и превращать в пищу для растений, почва после уборки урожая бобовых становится обогащённой природным удобрением и обеспечивает высокую урожайность других культур.

Севооборот, т.е., замена одних культурj другими, является одним из основных компонентов сельского хозяйства во всем мире на протяжении тысячелетий. Однако, до недавнего времени мало что было известно о том, как работает механизм фиксации азота, или почему некоторые бобовые при этом эффективны, а другие – нет.
Внутри плодов бобовых растений, таких как горох, бобы, люцерна, клевер, существуют полезные бактерии, превращающие в почве азот из воздуха в аммиак, необходимый для питания растений. Это звучит просто, но на самом деле процесс этот сложный и мало изученный. Лишь бактерии, которые содержат специальные ферменты, способны к такой «переработке » азота: никакой другой вид живого организма не способен сделать это. Все остальные растения получают питательные вещества, используя уже связанный азот, находящийся в почве.
Теперь учёными из Стэнфордского Университета ( Stanford University ) установлено, что главным элементом процесса является особый ген, генерирующий пороговый химический сигнал, без которого не происходит фиксация азота бактериями. Путем сравнения геномов обычных растений и мутантных, т.е., неспособных фиксировать азот, учёные установили ген, который отсутствует у мутантов. Подозревая, что он то и может быть виновником неспособности » фиксировать» азот, исследователи поместили ген от нормального растения в мутантное. В результате мутант бобовых начал производить фиксацию азота так же, как нормальное растение.
Постоянно увеличивающееся население планеты вызывает необходимость вовлекать в обработку многочисленные земли, непригодные по разным причинам для сельского хозяйства: из-за засух, из-за температурных проблем, засоленности и т.п., а стало быть, возрастает и роль удобрений. Однако, помимо прямых затрат, производство химических удобрений добавляет неприятностей ещё и к проблеме глобального потепления, как за счёт ископаемого топлива, используемого в их производстве, так и через воздействие остаточных удобрений, которые, превращаясь в закись азота, генерируют тем самым мощный парниковый газ.
Поэтому, с точки зрения улучшения эксплуатации земель, возможность улучшить процесс фиксации азота с помощью бобовых растений имеет большое значение. Новые данные позволят исследователям оказать помощь сельхозпроизводителям в их усилиях, направленных на развитие устойчивого сельского хозяйства.
Источник: SciTecLibrary.ru