Geny divoké kukuřice snižují emise a posilují udržitelnost zemědělství bez ztráty výnosů

Vědci z University of Illinois Urbana-Champaign dosáhli převratného genetického objevu, který by mohl zásadně proměnit zemědělství a ochranu životního prostředí. Podařilo se jim zavést specifické geny z divokého předka kukuřice, teosinte, do moderních komerčních odrůd kukuřice.

Vědci z University of Illinois Urbana-Champaign dosáhli převratného genetického objevu, který by mohl zásadně proměnit zemědělství a ochranu životního prostředí. Podařilo se jim zavést specifické geny z divokého předka kukuřice, teosinte, do moderních komerčních odrůd kukuřice. Tyto geny mají schopnost potlačovat půdní mikroby, které způsobují ztrátu dusíku a emise skleníkových plynů.

Předchozí výzkum z roku 2021 ukázal, že kořeny teosinte vylučují chemické látky schopné potlačovat aktivitu nitrifikačních a denitrifikačních mikrobů. Tato fascinující mikrobiální inhibice udržuje půdní dusík ve stabilnější amonné formě, což snižuje jeho ztráty a zvyšuje efektivitu využití dusíku rostlinami. Nová studie navázala na tento poznatek zkoumáním téměř izogenních linií (NILs), což jsou moderní linie kukuřice obsahující malé genové segmenty z teosinte. Vědci pěstovali 42 těchto linií spolu s čistou kukuřicí B73 (dobře charakterizovaná moderní inbrední linie) a samotnou teosinte v polních pokusech, kde sledovali změny v mikrobiálních populacích v kořenové zóně a potenciál nitrifikace.

Výsledky byly pozoruhodné. Dvě z testovaných NILs vykázaly výrazné 50% snížení nitrifikační aktivity ve srovnání s B73, zatímco další dvě linie projevily podobně robustní potlačení denitrifikace. Mnoho dalších linií snížilo denitrifikaci v různé míře. Tyto introgressed geny teosinte selektivně modulovaly chemii kořenů tak, že negativně ovlivnily aktivitu nitrifikátorů a denitrifikátorů, aniž by to ohrozilo schopnost rostliny absorbovat dusík. Navíc se tyto mikrobiomem zprostředkované vlastnosti ukázaly jako robustní; chovají se dominantně, přetrvávají i po zavedení do hybridních kukuřičných základů, a co je klíčové, děje se tak bez jakékoli ztráty výnosu.

Tento objev má zásadní význam pro budoucnost zemědělství. Nabízí cestu k výraznému zvýšení účinnosti využití dusíku, snížení potřeby syntetických hnojiv a omezení emisí skleníkových plynů. Tím přispívá k udržitelnějším zemědělským postupům po celém světě a pomáhá řešit environmentální výzvy spojené s intenzivním zemědělstvím.