latam

Lucía Constanza Corrales Ramírez, a kolumbiai Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca kutatási professzora a foszfátok szolubilizációját vizsgálta, mint a növények fejlődésének fontos mikrobiális funkcióját.

A talaj egy természetes test, amely a föld felszínének nagy részét lefedi, megfelelő körülményekkel rendelkezik ahhoz, hogy nagy mikrobiális sokféleség álljon fenn, amely képes fenntartani a folyamatokat. Kőzetekből és egyéb elemek - például humusz, agyag és homok - rétegéből áll, ahol a mikrobiális életciklusok nagy része végbemegy, emellett fontos makro- és mikroelem-forrás is. A talaj funkciói közé tartozik: a víz körforgásának szabályozójaként, képes megtartani az anyagokat és elősegíteni a felszínen keresztüli légáteresztést. A talajban ezek a körülmények lehetővé teszik különböző mikroorganizmusok jelenlétét, amelyek anyagcsere-funkcióik miatt növelik a növény asszimilálható tápanyag-mennyiségét, erősítik a növény gyökerével fennálló szimbiotikus kapcsolatot, és ezért megkönnyítik a növény növekedését.

A talaj növekvő degradációja csökkenti a mezőgazdasági termelés hozamát, valamint az emberi tevékenységet, amely olyan folyamatokhoz vezet, mint az erózió, az erdőirtás és a folyók szennyeződése, alacsony minőségű és ezért gazdasági szempontból alacsony termelékenységű mezőgazdasági termékek előállítása. A gazdálkodók válogatás nélkül használnak olyan talajkárosító műtrágyákat, amelyek felhalmozódnak sóként, amelyek rontják annak minőségét, a biológiai alternatívák választása jelentősen javítaná a terméshozamot és garantálná a környezet védelmét.

A foszfátok szolubilizálása az egyik olyan funkció, amely a mezőgazdaság szempontjából betöltött jelentősége miatt a kutatás tárgyává vált. Az e tulajdonsággal rendelkező baktérium nemzetségek közül kiemelkedik többek között a Bacillus sp, a Stenotrophomonas sp, a Burkholderia sp. Ezeknek a baktériumoknak a talajban való jelenléte növeli a különböző ionok mennyiségét, ezek egyike a foszfor, amely enzimekkel, például fitázokkal hidrolizálva megkönnyíti ezen elem mobilitását a talajban, és a növény számára hozzáférhető vegyületté alakítja.

A foszfor a növény növekedésének és működésének egyik alapvető követelménye, részt vesz a gyökér és a gabona fejlődésében, a növekedésben és a virágzásban; funkciókat lát el a sejtenergia metabolizmusában és a fotoszintézis folyamataiban. Ez a növényfejlődés egyik létfontosságú eleme, azonban a földkéregben kevés rendelkezésre áll, mivel a talajban a mobilitás korlátozott, oly módon, hogy a növény minimális mértékben szívja fel sajátos környezetének elemét. mennyiségeket. A foszfor tartalék a kőzetekben található, kapcsolódva oxigént képző foszfátokhoz.

A szervetlen foszfort az elsődleges ásványi anyagokban, például az apatitokban, a hidroxi-apatitokban és az oxi-apatitokban található foszfor képviseli, ezt a növények nem tudják asszimilálni, mivel oldhatatlan, ezért nagyon lassan hajtja végre a csereprogramokat. A szerves foszfor fő formái az inozitol-foszfát, a nukleinsavak és a foszfolipidek. Főleg növényi és állati maradványokban található meg, lebontják a talajban található mikroorganizmusok, ezek enzimek révén hidrolizálják a szerves foszfort, foszfátot szabadítanak fel, amelyet a növények asszimilálnak.

A fő lerakódást foszforkövek alkotják. A ciklus az oldott foszfátionokkal kezdődik, amelyeket a növények a gyökereiken keresztül felszívnak és az összes sejtben eloszlanak. Az állatok viszont zöldségek fogyasztásával szerzik meg. Amikor a növények és állatok elpusztulnak, ürülékeik révén oldhatatlan foszfort szabadítanak fel, és a foszfátot oldó baktériumok átalakítják a foszfort oldott szervetlen foszfátokká, ezeknek a foszfátoknak egy részét a tengerbe mossák, amelyek leereszkednek a fenékig és kőzetekké alakulnak, a másik része ezeket a foszfátokat algák, tengeri madarak és halak veszik fel, végül az emberek lenyelik, így teljes a ciklus.

A foszfát szolubilizációja a periplazmatikus tér savanyulása a glükóz-dehidrogenáz által a glükóz DO-jából és más cukrok aldóz-reduktázból előállított savak révén. Az így előállított savak között szerepelnek: ecetsav, tejsav, almasav, borostyánkősav, borkősav, oxálsav és citromsav.

A tanulmány azt sugallja, hogy a glükóz-dehidrogenáz metabolizmusának oxidációs útvonal-rendszere genetikailag manipulálható a kódoló gének más mikroorganizmusokba történő átvitelével, hogy azok potenciális foszfát-szolubilizátorként működhessenek és alkalmazhatók legyenek a mezőgazdaságban.

A foszfatázokat egyes mikroorganizmusok termelik, és felszabadulásukat bizonyos körülmények között stimulálják, mint például a szerves anyagok, a humusz, a trágya, a növényi maradványok, a kolloidok, valamint a talaj alacsony foszforszintje.

Jelenleg a fitázok biotechnológiai szempontból nagy érdeklődésre tartanak számot, mivel alkalmazhatók a növények javításában, a leggyakoribb mechanizmusok között szerepel a savas foszfatázok termelése a talajban lévő specifikus szubsztrátok jelenléte miatt.

A Bacillus a foszfát-szolubilizátorok csoportjának legreprezentatívabb nemzetsége, jelen van a talajban, a vízben, a növényekben és a levegőben, különféle túlélési mechanizmusokkal rendelkezik, például kedvezőtlen helyzetekben a centromer spórák képződésével, mindaddig, amíg kedvező körülmények nem találhatók meg növekedéséhez nagy metabolikus kapacitással, amely sikeres gyarmatosításához vezet a rizoszférában.

A hasznos mikroorganizmusokon alapuló biotrágyák kutatások tárgyát képezték, mivel a talajban való alkalmazásuk hatékonyabb, és a növény oldhatóbb foszforral rendelkezik. Ez az alternatíva különösen minimalizálja a vegyi műtrágyák által okozott környezeti hatást, javítva a terméshozamot és korlátozva ezeknek a mérgező termékeknek az erózióhoz vezető talajban történő felhasználását.

A talaj ökoszisztémájának egyensúlyának megváltozása annak az embernek a mezőgazdasági tevékenységének köszönhető, aki a növények termelékenységének javítása érdekében olyan vegyi műtrágyákat használ, amelyek nemcsak a környezeti, hanem a gazdasági szempontból is negatív hatást gyakorolnak . Az alternatívák, például a biotrágyák kiválasztása a mikroorganizmusok, például a Bacillus sp, egy nemzetség előnyét jelenti, amelynek jellemzője, hogy potenciálisan foszfát-oldószer. A molekuláris biológiai technikák lehetővé teszik a mikroorganizmusok genetikai manipulálását, alternatívák terepét kínálják olyan intézkedések megválasztására, amelyek pozitív hatással lehetnek a környezetre, és tovább erősíthetik a baktériumok és a növény közötti szimbiotikus kapcsolatot. Szükséges azonban több ismeret megszerzése a növények növekedését elősegítő baktériumok sajátos jellemzőiről, hogy meghatározzuk a megfelelő feltételeket a foszfát-szolubilizációs folyamat optimális fejlődéséhez.

Figyelembe véve, hogy a foszfor a növények növekedésének elengedhetetlen eleme, szükségessé vált olyan alternatívák keresése, amelyek lehetővé teszik e tápanyag hatékony felhasználását olyan baktériumok számára, amelyek képesek oldható foszfátionokat nyerni a növény számára. A Bacillus sp. Nemzetség kiváló alternatívának bizonyult a foszfát-szolubilizációs folyamatban, ezért tanácsos jellemezni genetikai profilját, hogy optimalizálják a biofertilizer teljesítményét. Ebben az elképzelési sorrendben a tiszta mezőgazdaság hosszú távon biotrágyák felhasználásával lehetővé teszi a rossz mezőgazdasági gyakorlatokkal kizsákmányolt talajok helyreállítását, minimalizálva a környezetkárosodást, és helyrehozva a talaj tulajdonságait és termékenységét, és ezáltal a növények minősége.