Синтетические азотные удобрения являются одним из основных факторов изменения климата и загрязнения окружающей среды.
По данным Агентства по охране окружающей среды США, современное сельское хозяйство не было развито как высокоэффективное по азоту, и производители ежегодно вносят 22 миллиона фунтов азотных удобрений в посевы в США.
Ученые Центра науки о растениях Дональда Данфорта создали новый Центр изучения подземных влияний на азот и углерод (SINC), чтобы решить эту глобальную проблему.
Центр SINC нацелен на разработку технологий, позволяющих сократить использование азотных удобрений на 12% без потери урожайности сельскохозяйственных культур. Такое сокращение в США было бы эквивалентно снятию с дороги 10 миллионов автомобилей.
«Все знают о двуокиси углерода как о парниковом газе, - говорит Ребекка Барт, доктор философии, ассоциированный член Центра Данфорта и директор Центра SINC. - Закись азота выбрасывается с сельскохозяйственных полей и как парниковый газ почти в 300 раз сильнее углекислого газа. Избыток азота, вносимый на поля, также загрязняет окружающую среду из-за стока в водные пути и океаны».
Азот необходим для всего живого на Земле, но в основном он находится в химических формах, которые сельскохозяйственные культуры не могут использовать.
Некоторые культуры, такие как соя, образуют симбиотические ассоциации с бактериями, где бактерии превращают атмосферный азот в доступные для растения формы.
Другие микробы в почве способствуют круговороту азота, усвоению питательных веществ и здоровью растений. Центр SINC направлен на повышение устойчивости сельского хозяйства путем разработки технологий для отслеживания потока азота и углерода через корни растений, открытия новых полезных микробов и понимания генетических механизмов, влияющих на эти взаимодействия.
Междисциплинарные группы ученых в Центре SINC используют современное оборудование, доступное в Центре фенотипирования растений Bellwether Foundation, Полевом исследовательском центре Данфорта, Центре выращивания растений, Центре протеомики и масс-спектрометрии и Лаборатории продвинутой биовизуализации. Data Science Facility облегчает анализ больших и сложных наборов данных с помощью расширенного моделирования, чтобы выявить новые характеристики поглощения и использования азота, а также новые симбиотические взаимодействия.
Центр SINC стал возможным благодаря щедрому пожертвованию Филиппа и Симы Нидлман. Доктор Нидлман входит в совет директоров Центра науки о растениях Дональда Дэнфорта с 2005 года. Банк Америки недавно выделил грант в размере 250 000 долларов США для поддержки Центра SINC.
«Масштаб нашей работы требует массивных многомерных наборов данных для выяснения взаимодействия почвенных микроорганизмов, генетики растений и микробов, химического состава почвы и влияния климата. Сейчас команда сосредоточена на прогнозировании и проверке гипотез о самых лучших и быстрых методах значительного улучшения использования атмосферного азота», - сказал Нидлман.
