لوبیا و دیگر حبوبات، بیشتر نیتروژن خود را از طریق روابط هم‌زیستی با باکتری‌ها به دست می‌آورند. ولی ذرت‌ها از چنین روابطی محروم‌اند. مطالعه‌ی جدیدی که از سوی پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا بر روی نوع کم‌یابی از ذرت صورت گرفته، روش جدیدی را برای افزایش محصول ذرت در خاک‌های فقیر پیشنهاد نموده است.
به گفته‌ی پژوهشگران آمریکایی، نوع غیرمعمولی از ذرت که در مزرعه‌ای در مکزیک شناسایی و یافت شده، می‌تواند بدون هیچ‌گونه وابستگی به کود، نیتروژن مورد نیازش را از هوا دریافت کند. این ذرت نوعی ماده‌ی چسبناک قندی را از ریشه‌های خود درست در بالای سطح زمین آزاد می‌کند که باکتری‌ها را به خود جذب می‌نماید. باکتری‌ها فراخوانی شده می‌توانند نیتروژن را از هوا دریافت کرده و آن را به شکلی قابل استفاده، در اختیار گیاه قرار دهند. اکثر نیتروژن مورد نیاز گیاه ذرت از همین طریق تأمین می‌شود.
لوبیا و دیگر حبوبات نیز بیشتر نیتروژن خود را از طریق هم‌زیستی با باکتری‌ها به دست می‌آورند. پژوهشگران اعتقاد دارند اگر این صفت را بتوان در انواع مرسوم ذرت تقویت نمود، گیاه به کود کم‌تری نیاز خواهد داشت و تولید ذرت نیز در مناطق دارای خاک ضعیف، افزایش خواهد یافت. اما آیا پرورش غلات غیروابسته به کودهای تجاری، که خود به انرژی زیادی برای اضافه شدن به خاک نیاز دارند، ممکن است؟
پژوهشگران در مقاله‌ای جدید، ویژگی‌های نوعی ذرت را که به تازگی شناسایی شده، توصیف نموده‌اند. این نوع از ذرت، نیتروژن مورد نیازش را از طریق خوراندن مواد قندی خود به باکتری‌های مفید به دست می‌آورد. باکتری‌های مذکور به نوبه‌ی خود می‌توانند نیتروژن را از هوا گرفته و آن را در شکل قابل استفاده به گیاه تحویل دهند.
این نوع جدید از ذرت، نخستین بار در دهه‌ی ۱۹۸۰ توسط هاوارد-یانا شاپیرو (Howard-Yana Shapiro)، در مزرعه‌ای با خاک فقیر از نیتروژن واقع در اوآخاکای مکزیک، شناسایی شد. شاپیرو هم‌اکنون مدیر ارشد کشاورزی در شرکت “Mars, Incorporated” است. با ظهور متاژنومیک در اواسط دهه‌ی ۲۰۰۰، مارس اینکورپوریتد و دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، طی یک همکاری مشترک با بومیان آن منطقه، ذرت تازه کشف شده را مورد مطالعه قرار دادند. Alan Bennett و Allen van Deynze از دانشگاه کالیفرنیا، سرپرستی پژوهش را بر عهده داشتند.
مقاله‌ی منتشر شده از نتایج مطالعه‌ی فوق به توصیف ویژگی‌های این ذرت پرداخته، که ۲۹ تا ۸۲ درصد از نیتروژن مورد نیاز خود را به جای کود، از طریق هوا به دست می‌آورد. این گیاه نوعی مایع چسبناک قندی را از ریشه‌های هوایی خود، که بالای سطح زمین رشد می‌کنند، ترشح می‌نماید که انواع به خصوصی از باکتری‌ها را به سمت گیاه جذب می‌کند. باکتری‌های جذب شده به این طریق، قادرند نیتروژن هوا را در شکلی قابل مصرف، در اختیار گیاه قرار دهند. اگر بتوان این صفت را در اشکال مرسوم ذرت پرورش داد، نیاز گیاه به کود کاهش یافته و تولید ذرت در مناطق دارای خاک فقیر – از نظر نیتروژن – افزایش چشمگیری خواهد داشت.
لوبیا و دیگر حبوبات روابط سودمندی را با کلنی‌های باکتریایی ایجاد کرده‌اند که برای آن‌ها نیتروژن کافی را فراهم می‌کند، اما ذرت و دیگر غلات معمولاً از چنین ارتباطاتی محروم‌اند. کودهای تجاری لازم برای رشد گیاه ذرت از سوخت‌های فسیلی تهیه می‌شوند. فرآیند تولید این کودها دشوار بوده و تخمین زده می‌شود که ۱ تا ۲ درصد از ذخایر انرژی جهان را مصرف کند.
پژوهشگران در نظر داشتند روشی طراحی کنند که از طریق آن، ذرت از جمعیت‌های باکتریایی تولیدکننده‌ی نیتروژن بهره بگیرد. پروفسور بنت و همکارانش، می‌خواهند مطمئن شوند آیا دیگر غلات، مانند ذرت خوشه‌ای، نیز می‌توانند عملکرد مشابهی را با استفاده از ریشه‌های هوایی خود به نمایش بگذارند.
بنت در این باره می‌گوید: «این که انواع بومی و مجزای ذرت می‌توانند با باکتری‌های تثبیت‌کننده‌ی نیتروژن ارتباط برقرار کنند اید‌ه‌ی جدیدی به حساب نمی‌آید، اما شناسایی چنین نوعی از ذرت و اثبات نقش این هم‌بستگی نیتروژنی در رشد گیاه، مشکل بوده است. تیم پژوهشی بین رشته‌ای ما نزدیک به یک دهه بر روی این موضوع کار کرده است.»
ترجمه و بازنویسی: محمدرضا دلفیه
منبع: PLOS Biology
