ਡਾ. ਐਡੁਆਰਡੋ ਬਲਮਵਾਲਡ (ਸੱਜੇ) ਅਤੇ ਅਖਿਲੇਸ਼ ਯਾਦਵ, ਪੀਐਚ.ਡੀ., ਅਤੇ ਕੈਲੀਫੋਰਨੀਆ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ, ਡੇਵਿਸ ਵਿਖੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਟੀਮ ਦੇ ਹੋਰ ਮੈਂਬਰਾਂ ਨੇ ਮਿੱਟੀ ਦੇ ਬੈਕਟੀਰੀਆ ਨੂੰ ਵਧੇਰੇ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕਰਨ ਲਈ ਚੌਲਾਂ ਨੂੰ ਸੋਧਿਆ ਜੋ ਪੌਦੇ ਵਰਤ ਸਕਦੇ ਹਨ। [ਟ੍ਰੀਨਾ ਕਲੀਸਟ/ਯੂਸੀ ਡੇਵਿਸ]
ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ CRISPR ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਚੌਲਾਂ ਨੂੰ ਇੰਜੀਨੀਅਰ ਕੀਤਾ ਤਾਂ ਜੋ ਮਿੱਟੀ ਦੇ ਬੈਕਟੀਰੀਆ ਨੂੰ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਵਾਧੇ ਲਈ ਲੋੜੀਂਦੀ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ ਨੂੰ ਠੀਕ ਕਰਨ ਲਈ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕੇ। ਇਹ ਖੋਜਾਂ ਫਸਲਾਂ ਉਗਾਉਣ ਲਈ ਲੋੜੀਂਦੀ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ ਖਾਦ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਨੂੰ ਘਟਾ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ, ਅਮਰੀਕੀ ਕਿਸਾਨਾਂ ਨੂੰ ਹਰ ਸਾਲ ਅਰਬਾਂ ਡਾਲਰ ਦੀ ਬਚਤ ਕਰ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ ਅਤੇ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ ਪ੍ਰਦੂਸ਼ਣ ਨੂੰ ਘਟਾ ਕੇ ਵਾਤਾਵਰਣ ਨੂੰ ਲਾਭ ਪਹੁੰਚਾ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ।
"ਪੌਦੇ ਬਹੁਤ ਹੀ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਰਸਾਇਣਕ ਫੈਕਟਰੀਆਂ ਹਨ," ਡਾ. ਐਡੁਆਰਡੋ ਬਲਮਵਾਲਡ, ਕੈਲੀਫੋਰਨੀਆ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ, ਡੇਵਿਸ ਵਿਖੇ ਪੌਦਾ ਵਿਗਿਆਨ ਦੇ ਪ੍ਰਸਿੱਧ ਪ੍ਰੋਫੈਸਰ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੇ ਅਧਿਐਨ ਦੀ ਅਗਵਾਈ ਕੀਤੀ, ਨੇ ਕਿਹਾ। ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਟੀਮ ਨੇ ਚੌਲਾਂ ਵਿੱਚ ਐਪੀਜੇਨਿਨ ਦੇ ਟੁੱਟਣ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ CRISPR ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ। ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੇ ਪਾਇਆ ਕਿ ਐਪੀਜੇਨਿਨ ਅਤੇ ਹੋਰ ਮਿਸ਼ਰਣ ਬੈਕਟੀਰੀਆ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ ਫਿਕਸੇਸ਼ਨ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦੇ ਹਨ।
ਉਨ੍ਹਾਂ ਦਾ ਕੰਮ ਜਰਨਲ ਪਲਾਂਟ ਬਾਇਓਟੈਕਨਾਲੋਜੀ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਹੋਇਆ ਸੀ ("ਚੌਲਾਂ ਦੇ ਫਲੇਵੋਨੋਇਡ ਬਾਇਓਸਿੰਥੇਸਿਸ ਦਾ ਜੈਨੇਟਿਕ ਸੋਧ ਮਿੱਟੀ ਦੇ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ-ਫਿਕਸਿੰਗ ਬੈਕਟੀਰੀਆ ਦੁਆਰਾ ਬਾਇਓਫਿਲਮ ਗਠਨ ਅਤੇ ਜੈਵਿਕ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ ਫਿਕਸੇਸ਼ਨ ਨੂੰ ਵਧਾਉਂਦਾ ਹੈ")।
ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ ਪੌਦਿਆਂ ਦੇ ਵਾਧੇ ਲਈ ਜ਼ਰੂਰੀ ਹੈ, ਪਰ ਪੌਦੇ ਹਵਾ ਤੋਂ ਸਿੱਧੇ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ ਨੂੰ ਉਸ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਨਹੀਂ ਬਦਲ ਸਕਦੇ ਜਿਸਦੀ ਉਹ ਵਰਤੋਂ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਇਸ ਦੀ ਬਜਾਏ, ਪੌਦੇ ਮਿੱਟੀ ਵਿੱਚ ਬੈਕਟੀਰੀਆ ਦੁਆਰਾ ਪੈਦਾ ਕੀਤੇ ਗਏ ਅਮੋਨੀਆ ਵਰਗੇ ਅਜੈਵਿਕ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ ਨੂੰ ਸੋਖਣ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਖੇਤੀਬਾੜੀ ਉਤਪਾਦਨ ਪੌਦਿਆਂ ਦੀ ਉਤਪਾਦਕਤਾ ਵਧਾਉਣ ਲਈ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ-ਯੁਕਤ ਖਾਦਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਹੈ।
"ਜੇਕਰ ਪੌਦੇ ਅਜਿਹੇ ਰਸਾਇਣ ਪੈਦਾ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ ਜੋ ਮਿੱਟੀ ਦੇ ਬੈਕਟੀਰੀਆ ਨੂੰ ਵਾਯੂਮੰਡਲੀ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ ਨੂੰ ਠੀਕ ਕਰਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦੇ ਹਨ, ਤਾਂ ਅਸੀਂ ਪੌਦਿਆਂ ਨੂੰ ਇਹਨਾਂ ਰਸਾਇਣਾਂ ਨੂੰ ਹੋਰ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਇੰਜੀਨੀਅਰ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਾਂ," ਉਸਨੇ ਕਿਹਾ। "ਇਹ ਰਸਾਇਣ ਮਿੱਟੀ ਦੇ ਬੈਕਟੀਰੀਆ ਨੂੰ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ ਨੂੰ ਠੀਕ ਕਰਨ ਲਈ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕਰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਪੌਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਅਮੋਨੀਅਮ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਰਸਾਇਣਕ ਖਾਦਾਂ ਦੀ ਜ਼ਰੂਰਤ ਘੱਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।"
ਬਰੂਮਵਾਲਡ ਦੀ ਟੀਮ ਨੇ ਚੌਲਾਂ ਦੇ ਪੌਦਿਆਂ ਵਿੱਚ ਮਿਸ਼ਰਣਾਂ ਦੀ ਪਛਾਣ ਕਰਨ ਲਈ ਰਸਾਇਣਕ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਅਤੇ ਜੀਨੋਮਿਕਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ - ਐਪੀਜੇਨਿਨ ਅਤੇ ਹੋਰ ਫਲੇਵੋਨੋਇਡ - ਜੋ ਬੈਕਟੀਰੀਆ ਦੀ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ-ਫਿਕਸਿੰਗ ਗਤੀਵਿਧੀ ਨੂੰ ਵਧਾਉਂਦੇ ਹਨ।
ਫਿਰ ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੇ ਰਸਾਇਣਾਂ ਦੇ ਉਤਪਾਦਨ ਲਈ ਰਸਤੇ ਪਛਾਣੇ ਅਤੇ ਬਾਇਓਫਿਲਮ ਦੇ ਗਠਨ ਨੂੰ ਉਤੇਜਿਤ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਮਿਸ਼ਰਣਾਂ ਦੇ ਉਤਪਾਦਨ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ CRISPR ਜੀਨ-ਸੰਪਾਦਨ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ। ਇਨ੍ਹਾਂ ਬਾਇਓਫਿਲਮਾਂ ਵਿੱਚ ਬੈਕਟੀਰੀਆ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜੋ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ ਪਰਿਵਰਤਨ ਨੂੰ ਵਧਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ, ਬੈਕਟੀਰੀਆ ਦੀ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ-ਫਿਕਸਿੰਗ ਗਤੀਵਿਧੀ ਵਧਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਪੌਦੇ ਨੂੰ ਉਪਲਬਧ ਅਮੋਨੀਅਮ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਵਧ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।
"ਮਿੱਟੀ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ-ਸੀਮਤ ਹਾਲਤਾਂ ਵਿੱਚ ਉਗਾਏ ਜਾਣ 'ਤੇ ਸੁਧਰੇ ਹੋਏ ਚੌਲਾਂ ਦੇ ਪੌਦਿਆਂ ਨੇ ਅਨਾਜ ਦੀ ਪੈਦਾਵਾਰ ਵਿੱਚ ਵਾਧਾ ਦਿਖਾਇਆ," ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਪੇਪਰ ਵਿੱਚ ਲਿਖਿਆ। "ਸਾਡੇ ਨਤੀਜੇ ਅਨਾਜ ਵਿੱਚ ਜੈਵਿਕ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ ਫਿਕਸੇਸ਼ਨ ਨੂੰ ਪ੍ਰੇਰਿਤ ਕਰਨ ਅਤੇ ਅਜੈਵਿਕ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਦੇ ਤਰੀਕੇ ਵਜੋਂ ਫਲੇਵੋਨੋਇਡ ਬਾਇਓਸਿੰਥੇਸਿਸ ਮਾਰਗ ਦੀ ਹੇਰਾਫੇਰੀ ਦਾ ਸਮਰਥਨ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਖਾਦ ਦੀ ਵਰਤੋਂ। ਅਸਲ ਰਣਨੀਤੀਆਂ।"
ਹੋਰ ਪੌਦੇ ਵੀ ਇਸ ਰਸਤੇ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਕੈਲੀਫੋਰਨੀਆ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ ਨੇ ਤਕਨਾਲੋਜੀ 'ਤੇ ਪੇਟੈਂਟ ਲਈ ਅਰਜ਼ੀ ਦਿੱਤੀ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸ ਵੇਲੇ ਇਸਦੀ ਉਡੀਕ ਕਰ ਰਹੀ ਹੈ। ਖੋਜ ਨੂੰ ਵਿਲ ਡਬਲਯੂ. ਲੈਸਟਰ ਫਾਊਂਡੇਸ਼ਨ ਦੁਆਰਾ ਫੰਡ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਬੇਅਰ ਕਰੌਪਸਾਇੰਸ ਇਸ ਵਿਸ਼ੇ 'ਤੇ ਹੋਰ ਖੋਜ ਦਾ ਸਮਰਥਨ ਕਰਦਾ ਹੈ।
"ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ ਖਾਦ ਬਹੁਤ, ਬਹੁਤ ਮਹਿੰਗੀਆਂ ਹਨ," ਬਲਮਵਾਲਡ ਨੇ ਕਿਹਾ। "ਕੋਈ ਵੀ ਚੀਜ਼ ਜੋ ਇਹਨਾਂ ਲਾਗਤਾਂ ਨੂੰ ਖਤਮ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ। ਇੱਕ ਪਾਸੇ, ਇਹ ਪੈਸੇ ਦਾ ਸਵਾਲ ਹੈ, ਪਰ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ ਦੇ ਵਾਤਾਵਰਣ 'ਤੇ ਵੀ ਨੁਕਸਾਨਦੇਹ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪੈਂਦੇ ਹਨ।"
ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਵਰਤੇ ਗਏ ਖਾਦ ਮਿੱਟੀ ਅਤੇ ਭੂਮੀਗਤ ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਰਿਸਦੇ ਹੋਏ ਖਤਮ ਹੋ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਬਲਮਵਾਲਡ ਦੀ ਖੋਜ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ ਪ੍ਰਦੂਸ਼ਣ ਨੂੰ ਘਟਾ ਕੇ ਵਾਤਾਵਰਣ ਦੀ ਰੱਖਿਆ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ। "ਇਹ ਇੱਕ ਟਿਕਾਊ ਵਿਕਲਪਕ ਖੇਤੀ ਅਭਿਆਸ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ ਜੋ ਵਾਧੂ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ ਖਾਦ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਨੂੰ ਘਟਾਏਗਾ," ਉਸਨੇ ਕਿਹਾ।