دوشنبه, ۱۰ شهریور ۱۴۰۴
  • EN
  • تبلیغات
  • تماس با ما
  • درباره ما
فوت و فن
  • دانش و فن
    • موبایل و تبلت
    • هوش مصنوعی
    • اپراتورها و وب
    • برنامه و نرم افزار
    • دنیای بازی
    • گوناگون
      • تلویزیون
      • سخت افزار
  • اقتصاد
    • اقتصاد بین الملل
    • بازارها
    • بانکداری و تجارت الکترونیک
    • خودرو
    • وبگردی
    • رپورتاژ
  • ورزش
    • فوتبال
    • موتوری
  • سبک زندگی
    • سلامت
    • تغذیه
    • طبیعت
    • حیوانات
    • آشپزی
    • خلاقیت
  • گردشگری
    • گردشگری
  • فرهنگ و هنر
    • فیلم و سریال
    • کتاب و مجله
    • آثار باستانی
    • صنایع دستی
  • چند رسانه‌ای
    • عکس
    • ویدیو
    • خودمونی
    • همیاری
طبیعت

گندم ویرایش ژنتیکی؛ انقلابی در کاهش کود شیمیایی و کشاورزی پایدار

تیم فوت و فن 9 شهریور 1404
A+A-
Reset
گندم ویرایش ژنتیکی
1

دانشمندان موفق شده‌اند با دستکاری ژنتیکی گندم، میکروب‌های خاک را وادار کنند تا نیتروژن هوا را به شکلی تبدیل کنند که برای گیاهان قابل استفاده باشد. این نوآوری می‌تواند نیاز به کودهای شیمیایی را کاهش دهد، هزینه‌های کشاورزان را پایین بیاورد و آلودگی محیط زیست را محدود کند، بدون آن‌که عملکرد محصول قربانی شود.

چگونه گندم می‌تواند کود خود را تولید کند؟

گیاهان اصلاح‌شده بیش از حد یک ترکیب طبیعی تولید می‌کنند و مازاد آن را به خاک نشت می‌دهند. این فرایند باعث تحریک میکروب‌های اطراف می‌شود تا نیتروژن را از هوا «ثابت» کرده و به شکل آمونیوم در اختیار گیاه قرار دهند.

تیمی از دانشگاه کالیفرنیا، دیویس به رهبری ادواردو بلوموالد با استفاده از فناوری CRISPR توانستند سطح یک متابولیت در گندم را افزایش دهند و اثر آن را در شرایط کمبود نیتروژن آزمایش کنند. این پژوهش در ادامه‌ی تحقیقات پیشین روی برنج انجام شد و اکنون تلاش‌ها برای گسترش آن به دیگر غلات نیز در جریان است.

هزینه‌های سنگین کود شیمیایی

کود نیتروژنی مصنوعی یکی از مهم‌ترین عوامل برداشت‌های عظیم کشاورزی در جهان است، اما بهای اقتصادی و زیست‌محیطی بسیار بالایی دارد.

  • گندم به‌تنهایی حدود ۱۸ درصد از مصرف جهانی کود نیتروژنی را به خود اختصاص می‌دهد.
  • گیاهان تنها ۳۰ تا ۵۰ درصد از کود مصرفی را جذب می‌کنند.
  • باقی‌مانده وارد رودخانه‌ها و دریاها می‌شود و مناطق مرده‌ی کم‌اکسیژن ایجاد می‌کند یا به صورت اکسید نیتروژن، یک گاز گلخانه‌ای بسیار قوی، به هوا می‌رود.

برای کشاورزان خرد در کشورهای کم‌درآمد، هزینه و دسترسی به کود، چالشی جدی است.

بلوموالد می‌گوید:
«در آفریقا مردم از کود استفاده نمی‌کنند چون پول ندارند و مزارعشان کوچک است. حالا تصور کنید گیاهانی بکارید که به‌طور طبیعی میکروب‌های خاک را تحریک می‌کنند تا کود مورد نیازشان را تولید کنند. این یک تحول بزرگ است!»

راز میکروب‌ها و تثبیت نیتروژن

تثبیت نیتروژن توسط باکتری‌های ویژه‌ای انجام می‌شود که آنزیمی به نام نیتروژناز دارند. این آنزیم تنها در شرایط کم‌اکسیژن کار می‌کند. حبوباتی مانند لوبیا و نخود این مشکل را با ایجاد گره‌های ریشه‌ای حل می‌کنند، اما غلاتی مانند گندم فاقد چنین ساختاری هستند و ناچارند به کود شیمیایی تکیه کنند.

دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا به جای تلاش برای ایجاد گره‌های ریشه‌ای در غلات، مسیر دیگری را برگزیدند. آن‌ها بیش از ۲۸۰۰ ترکیب گیاهی را بررسی کردند و دریافتند موادی مانند فلاون‌ها می‌توانند میکروب‌های خاک را به ساخت بیوفیلم‌های محافظ تشویق کنند. این پوشش‌ها اکسیژن را کاهش می‌دهند و شرایط لازم برای فعالیت نیتروژناز را فراهم می‌سازند.

فعال‌سازی کود طبیعی با دستکاری ژنتیکی

با استفاده از CRISPR، دانشمندان توانستند تولید آپژنین (یک فلاون رایج) در گندم را افزایش دهند. گیاه مقدار لازم را مصرف کرد و اضافه‌ی آن را از طریق ریشه به خاک انتقال داد.

نتایج آزمایش خاک:

  • آپژنین اضافی، باکتری‌ها را وادار به ساخت بیوفیلم کرد.
  • این بیوفیلم‌ها از نیتروژناز محافظت کردند.
  • نیتروژن تثبیت‌شده به شکل آمونیوم در دسترس گندم قرار گرفت.
  • در شرایط کم‌باروری، گندم اصلاح‌شده عملکردی بهتر از گیاهان معمولی داشت.

کاهش آلودگی، افزایش تاب‌آوری

گسترش این روش می‌تواند ردپای کودی را در کشاورزی کاهش دهد و نتایج زیر را به همراه داشته باشد:

  • کاهش ورود نیتروژن محلول به رودخانه‌ها و دریاها.
  • کوچک‌تر شدن شکوفایی جلبکی و مرگ‌ومیر کمتر اکسیژن در اکوسیستم‌های آبی.
  • کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از تولید کود شیمیایی.
  • پایداری بیشتر عملکرد محصول در شرایط کمبود نهاده‌ها و افزایش هزینه‌ها.

میلیاردها دلار صرفه‌جویی

تنها در ایالات متحده، هزینه کود در سال ۲۰۲۳ حدود ۳۶ میلیارد دلار بود. غلات در این کشور نزدیک به ۵۰۰ میلیون جریب زمین را پوشش می‌دهند. حتی کاهش ۱۰ درصدی مصرف کود می‌تواند میلیاردها دلار صرفه‌جویی به همراه داشته باشد.

بلوموالد توضیح می‌دهد:
«اگر تنها ۱۰ درصد از کود مصرفی کاهش یابد، حداقل یک میلیارد دلار صرفه‌جویی سالانه خواهد داشت. این علاوه بر کاهش مصرف سوخت و فشار کمتر بر خاک است.»

چالش‌ها و آینده

راه رسیدن از گلخانه تا مزارع گسترده هنوز طولانی است. پژوهشگران باید نشان دهند که این فناوری در خاک‌ها و اقلیم‌های مختلف پایدار است و عملکرد کیفی و کمی محصول را حفظ می‌کند.

از آن‌جا که این ویرایش ژنتیکی سطح یک متابولیت طبیعی را بالا می‌برد و ژن خارجی وارد نمی‌کند، مسیر قانونی در برخی کشورها ممکن است ساده‌تر باشد. با این حال، نیاز به داده‌های شفاف درباره پیامدهای زیست‌محیطی، صرفه‌جویی در کود و بازگشت سرمایه وجود دارد.

جمع‌بندی

اگر نتایج در مقیاس مزرعه هم پایدار بماند، غلات ویرایش ژنتیکی‌شده مانند گندم می‌توانند به کارخانه‌های زنده تولید کود تبدیل شوند. این فناوری:

  • هزینه‌ها را برای کشاورزان کاهش می‌دهد
  • آلودگی آب و هوا را محدود می‌کند
  • تاب‌آوری کشاورزی را در جهان گرم‌تر آینده افزایش می‌دهد

این مطالعه در مجله Plant Biotechnology Journal منتشر شده است.

اگر به آینده کشاورزی پایدار، کاهش وابستگی به کود شیمیایی و استفاده از فناوری‌های نوین علاقه‌مندید، این پژوهش نقطه‌ی آغاز تحولی بزرگ است. آینده‌ی کشاورزی می‌تواند سبزتر، ارزان‌تر و سالم‌تر باشد.

crisprتثبیت نیتروژنکاهش کود شیمیاییکشاورزی پایدارگندمگندم ویرایش ژنتیکیمیکروب‌های خاک
0 نظر FacebookTwitterPinterestLinkedinTumblrVKThreadsBlueskyEmail
تیم فوت و فن

مطلب قبلی
چرا هتل رادیس مشهد برای سفرهای خانوادگی مناسب است؟
مطلب بعدی
هایپرکار جدید GT RML؛ پورشه ۹۱۱ با ۹۰۷ اسب بخار قدرت

شما هم نظر دهید Cancel Reply

برای دفعه بعد که نظر می‌دهم نام و ایمیل من را در این مرورگر ذخیره کنید.

* با استفاده از این فرم، با ذخیره و مدیریت داده‌های خود توسط این وب سایت موافقت می‌کنم.

مطالب مرتبط

  • راز پیام‌رسان‌های پنهان گیاهان؛ چگونه قندها و متابولیت‌ها...

    8 شهریور 1404
  • راز ژنتیکی بلوط زمینی؛ کلید ساخت داروها و...

    3 شهریور 1404
  • کشف کد شیمیایی ریشه گیاهان برای مقاومت در...

    29 مرداد 1404
  • روز ملی زنبور عسل ۲۰۲۵ | چرا گرده‌افشان‌ها...

    26 مرداد 1404
  • پرورش خرمای ۲هزار ساله از بذرهای باستانی

    21 مرداد 1404
  • علف‌کشی الکتریکی: جایگزینی پایدار و مؤثر برای علف‌کش‌های...

    18 مرداد 1404
  • کمبود نیتروژن در طبیعت؛ تهدیدی پنهان برای مبارزه...

    16 مرداد 1404
  • میکروبیوم گیاهان چگونه کار می‌کند؟ کشف علمی تازه...

    2 مرداد 1404
  • استفاده از پوست آلوئه‌ورا برای تولید حشره‌کش طبیعی...

    6 اردیبهشت 1404
  • آیا شکلات می‌تواند زنده بماند؟

    15 فروردین 1404
  • آیا حشره‌کش‌ها باعث رشد بیشتر علف‌های هرز می‌شوند؟

    14 فروردین 1404
  • افزایش دمای زمین، تهدیدی برای آینده کشاورزی موز

    5 فروردین 1404
  • کشاورزی پایدار می‌تواند آینده شکلات را نجات دهد

    24 اسفند 1403

درباره فوت و فن

درباره فوت و فن

با ما تجربه‌ای جذاب از دنیای اطراف را داشته باشید.

در «فوت و فن»، ما به دنبال راه‌های ساده و کاربردی برای بهبود زندگی هستیم. واژهٔ «فن» در فارسی به معنای «شگرد» و «ترفند» است. ما تلاش می‌کنیم این ترفندها را در زندگی روزمره خود به کار ببریم و مطالبی شگفت‌انگیز و مفید را با شما به اشتراک بگذاریم. هدف ما این است که با به اشتراک گذاشتن تجربیات و آموخته‌های خود، به شما کمک کنیم تا روش‌های جدید و ایده‌های تازه‌ای را در زندگی خود بکار ببرید. با ما همراه باشید تا زندگی را با کمک «فوت و فن»، به یک تجربهٔ خلاقانه و لذت‌بخش تبدیل کنیم.

لینک‌های مفید

تماس با ما

 

تبلیغات در فوت و فن

 

درباره ما

Facebook Twitter Instagram Linkedin Tumblr Youtube Email

حامیان

2010-2025@ - All Right Reserved. Designed and Developed by FOOTOFAN

فوت و فن
  • دانش و فن
    • موبایل و تبلت
    • هوش مصنوعی
    • اپراتورها و وب
    • برنامه و نرم افزار
    • دنیای بازی
    • گوناگون
      • سخت افزار
      • تلویزیون
  • اقتصاد
    • اقتصاد بین الملل
    • بازارها
    • بانکداری و تجارت الکترونیک
    • خودرو
    • وبگردی
    • رپورتاژ
  • ورزش
    • فوتبال
    • موتوری
    • تنیس
  • سبک زندگی
    • سلامت
    • تغذیه
    • طبیعت
    • حیوانات
    • خلاقیت
    • آشپزی
  • گردشگری
    • گردشگری
  • فرهنگ و هنر
    • فیلم و سریال
    • کتاب و مجله
    • آثار باستانی
    • صنایع دستی
  • چند رسانه‌ای
    • عکس
    • ویدیو
    • خودمونی
    • همیاری
  • English