ڈاکٹر ایڈورڈو بلم والڈ (دائیں) اور اکھلیش یادو، پی ایچ ڈی، اور یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، ڈیوس میں ان کی ٹیم کے دیگر اراکین نے چاول میں ترمیم کی تاکہ مٹی کے بیکٹیریا کو زیادہ نائٹروجن پیدا کرنے کی ترغیب دی جائے جسے پودے استعمال کر سکتے ہیں۔ [ٹرینا کلیسٹ/یو سی ڈیوس]
محققین نے چاول کو انجینئر کرنے کے لیے CRISPR کا استعمال کیا تاکہ مٹی کے بیکٹیریا کو ان کی نشوونما کے لیے درکار نائٹروجن کو ٹھیک کرنے کی ترغیب دی جا سکے۔ ان نتائج سے فصلوں کو اگانے کے لیے درکار نائٹروجن کھاد کی مقدار کو کم کیا جا سکتا ہے، جس سے امریکی کسانوں کو ہر سال اربوں ڈالر کی بچت ہو سکتی ہے اور نائٹروجن آلودگی کو کم کر کے ماحول کو فائدہ پہنچ سکتا ہے۔
"پودے ناقابل یقین کیمیائی فیکٹریاں ہیں،" ڈاکٹر ایڈورڈو بلم والڈ نے کہا، یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، ڈیوس میں پلانٹ سائنسز کے ممتاز پروفیسر، جنہوں نے اس تحقیق کی قیادت کی۔ ان کی ٹیم نے CRISPR کا استعمال چاول میں apigenin کی خرابی کو بڑھانے کے لیے کیا۔ انہوں نے پایا کہ ایپیگینن اور دیگر مرکبات بیکٹیریل نائٹروجن فکسشن کا سبب بنتے ہیں۔
ان کا کام جریدے پلانٹ بائیوٹیکنالوجی میں شائع ہوا تھا ("چاول کے فلیوونائڈ بائیو سنتھیسز کی جینیاتی تبدیلی سے بائیوفیلم کی تشکیل اور مٹی کے نائٹروجن فکسنگ بیکٹیریا کے ذریعے حیاتیاتی نائٹروجن فکسشن میں اضافہ ہوتا ہے")۔
نائٹروجن پودوں کی نشوونما کے لیے ضروری ہے، لیکن پودے براہ راست ہوا سے نائٹروجن کو اس شکل میں تبدیل نہیں کر سکتے جس کو وہ استعمال کر سکتے ہیں۔ اس کے بجائے، پودے مٹی میں بیکٹیریا کے ذریعہ تیار کردہ غیر نامیاتی نائٹروجن، جیسے امونیا کو جذب کرنے پر انحصار کرتے ہیں۔ زرعی پیداوار پودوں کی پیداواری صلاحیت بڑھانے کے لیے نائٹروجن والی کھادوں کے استعمال پر مبنی ہے۔
انہوں نے کہا کہ "اگر پودے ایسے کیمیکل تیار کر سکتے ہیں جو مٹی کے بیکٹیریا کو ماحول کی نائٹروجن کو ٹھیک کرنے کی اجازت دیتے ہیں، تو ہم ان میں سے زیادہ کیمیکل بنانے کے لیے پودوں کو انجینئر کر سکتے ہیں۔" "یہ کیمیکلز مٹی کے بیکٹیریا کو نائٹروجن کو ٹھیک کرنے کی ترغیب دیتے ہیں اور پودے نتیجے میں آنے والے امونیم کا استعمال کرتے ہیں، اس طرح کیمیائی کھادوں کی ضرورت کو کم کر دیتے ہیں۔"
بروم والڈ کی ٹیم نے چاول کے پودوں میں مرکبات کی شناخت کے لیے کیمیائی تجزیہ اور جینومکس کا استعمال کیا - ایپیگینن اور دیگر فلیوونائڈز - جو بیکٹیریا کی نائٹروجن فکسنگ کی سرگرمی کو بڑھاتے ہیں۔
اس کے بعد انہوں نے کیمیکل تیار کرنے کے راستوں کی نشاندہی کی اور CRISPR جین ایڈیٹنگ ٹکنالوجی کا استعمال کیا تاکہ مرکبات کی پیداوار کو بڑھایا جا سکے جو بائیو فلم کی تشکیل کو متحرک کرتے ہیں۔ ان بائیو فلموں میں بیکٹیریا ہوتے ہیں جو نائٹروجن کی تبدیلی کو بڑھاتے ہیں۔ نتیجے کے طور پر، بیکٹیریا کی نائٹروجن فکسنگ کی سرگرمی بڑھ جاتی ہے اور پودے کو دستیاب امونیم کی مقدار بڑھ جاتی ہے۔
محققین نے مقالے میں لکھا، "چاول کے بہتر پودوں نے مٹی کی نائٹروجن محدود حالات میں اگنے پر اناج کی پیداوار میں اضافہ دکھایا۔" "ہمارے نتائج اناج میں حیاتیاتی نائٹروجن طے کرنے اور غیر نامیاتی نائٹروجن مواد کو کم کرنے کے طریقے کے طور پر flavonoid biosynthesis راستے کی ہیرا پھیری کی حمایت کرتے ہیں۔ کھاد کا استعمال۔ حقیقی حکمت عملی۔"
دوسرے پودے بھی اس راستے کو استعمال کر سکتے ہیں۔ یونیورسٹی آف کیلیفورنیا نے اس ٹیکنالوجی پر پیٹنٹ کے لیے درخواست دی ہے اور فی الحال اس کا انتظار ہے۔ یہ تحقیق ول ڈبلیو لیسٹر فاؤنڈیشن کی طرف سے فنڈ کیا گیا تھا. اس کے علاوہ، Bayer CropScience اس موضوع پر مزید تحقیق کی حمایت کرتا ہے۔
"نائٹروجن کھادیں بہت، بہت مہنگی ہیں،" بلم والڈ نے کہا۔ "کوئی بھی چیز جو ان اخراجات کو ختم کر سکتی ہے وہ اہم ہے۔ ایک طرف، یہ پیسے کا سوال ہے، لیکن نائٹروجن کے ماحول پر بھی مضر اثرات ہوتے ہیں۔"
زیادہ تر لگائی جانے والی کھادیں ضائع ہو جاتی ہیں، مٹی اور زمینی پانی میں گھس جاتی ہیں۔ بلم والڈ کی دریافت نائٹروجن آلودگی کو کم کرکے ماحول کی حفاظت میں مدد کر سکتی ہے۔ "یہ ایک پائیدار متبادل کاشتکاری کی مشق فراہم کر سکتا ہے جو اضافی نائٹروجن کھاد کے استعمال کو کم کرے گا،" انہوں نے کہا۔