Un team di scienziati europei ha identificato una proteina di rilevamento di zinco - che regola la fissazione dell'azoto nei legumi, aprendo nuove possibilità per ridurre l'uso di fertilizzanti sintetici in agricoltura.
La proteina, nota come fissazione sotto il nitrato (divertimento), è stata trovata come sensore di zinco e fattore di trascrizione che influenza il modo in cui i legumi interagiscono con i batteri della rizobia per convertire l'azoto atmosferico in una forma utilizzabile per la crescita delle piante. I risultati sono stati pubblicati inNaturae sono il risultato di una collaborazione tra ricercatori dell'Università di Aarhus, dell'Università Politecnica di Madrid e della struttura di radiazioni europee di Synchrotron.
"Lo zinco non è mai stato considerato una molecola di segnalazione nelle piante", ha dichiarato il professor Jieshun Lin dell'Università di Aarhus e autore principale dello studio. "Dopo lo screening di oltre 150.000 piante, abbiamo identificato il divertimento come un regolatore reattivo di zinco - critico per la fissazione dell'azoto."
Legumi come semi di soia, cowpeas e fagioli faba si basano sulla simbiosi con azoto - che fissa i batteri nei noduli radicali. Tuttavia, questi noduli sono altamente sensibili alle condizioni ambientali e spesso si chiudono quando l'azoto è già abbondante nel suolo. La ricerca mostra che lo zinco funge da segnale secondario in questo processo, con divertente attività di regolazione del nodulo basato sui livelli di zinco cellulare. Quando lo zinco è abbondante, il divertimento diventa inattivo formando filamenti; Quando lo zinco è scarso, diventa attivo e promuove la fissazione continua dell'azoto.
"Questo meccanismo consente all'impianto di regolare dinamicamente la fissazione dell'azoto in risposta alle mutevoli condizioni", ha affermato il professor Kasper Røjkjær Andersen, un autore di studio Co -. "Ciò potrebbe essere prezioso in contesti agricoli in cui ridurre al minimo l'uso di fertilizzanti è una priorità."
La fissazione di azoto sostenuta potrebbe aumentare la disponibilità di azoto nel suolo, a beneficio delle colture successive e riducendo la dipendenza dagli input chimici. I ricercatori hanno in programma di esplorare come applicare questo percorso di segnalazione di zinco per migliorare l'efficienza e la resilienza dei legumi ampiamente coltivati.
La ricerca è stata supportata dal progetto Abilitanti Nutrient Symbiosi in Agriculture (ENSA), con finanziamenti dalla Bill & Melinda Gates Foundation, dalla Fondazione Carlsberg e dal Consiglio di ricerca europea. Una domanda di brevetto che copre la scoperta di segnalazione di zinco è stata presentata da diversi membri del team di ricerca.
