با پشتیبانی مادی و معنوی صندوق حمایت از پژوهشگران نحوه جایگزینی باکتری همزیست با ریشه گیاه برنج به جای استفاده از کودهای شیمیایی بررسی شد.
به گزارش خبرگزاری دانا، سید امیر مرعشی محقق دانشگاه تهران گفت: امروزه مصرف بی رویه کودهای شیمیایی در کشاورزی به یک چالش اساسی برای محیط زیست تبدیل شده چرا که این مواد به مرور وارد رودخانه ها، دریاچه ها و دریاها شده و این منابع آبی را آلوده می کنند.
وی افزود: بنابراین استفاده از روش های زیستی به جای استفاده از مواد شیمیایی در اولویت قرار گرفته و یکی از این روش ها، استفاده از باکتری هایی است که قادر باشند در خاک به صورت همزیست با گیاه زندگی کنند و مواد معدنی مورد نیاز گیاه، مانند نیتروژن و فسفات را به صورت قابل استفاده درآورده و در اختیار آن قرار دهند.
این پژوهشگر با اشاره به باکتری سودوموناس اشتوتسری A۱۵۰۱ افزود: این باکتری یکی از انواع باکتری هایی است که به صورت همزیست با ریشه گیاه برنج شناسایی شده و قادر است نیتروژن هوا را جذب، تثبیت کند و در اختیار گیاه قرار دهد.
مرعشی هدف از انجام این طرح را شناسایی و درک نحوه عملکرد سودوموناس اشتوتسری دانست و بیان کرد: با استفاده از اطلاعاتی که در زمینه محتوای ژنتیکی سودوموناس اشتوتسری در دسترس بود، ابتدا مجموعه آنزیم های این باکتری شناسایی شد.
وی عنوان کرد: سپس در مرحله بعد مجموعه واکنش هایی که توسط این آنزیم ها کاتالیز می شوند مورد شناسایی قرار گرفت و بدین ترتیب شبکه پیچیده از واکنش ها بدست آمد.
این پژوهشگر خاطرنشان کرد: با داشتن شبکه متابولیک می توان مسیرهای فعال بیوشیمیایی و میزان فعالیت این مسیرها را توسط روشی ریاضیاتی به نام «مدلسازی مبتنی بر قید» پیش بینی و مطالعه کرد. مرعشی گفت: در مرحله نهایی صحت و دقت مدل مربوطه با استفاده از انجام آزمایش های مناسب و نیز بررسی داده های منتشرشده در مقالات پیشین مورد بررسی قرار گرفت.
وی افزود: به این ترتیب نشان داده شد که مدل پیشنهادی ما برای متابولیسم باکتری سودوموناس اشتوتسری A۱۵۰۱ قادر است پیش بینی هایی انجام دهد که به شکل قابل قبولی با داده های آزمایشگاهی مربوط به میزان جذب و مصرف منابع مختلف قندی و نیتروژنی منطبق هستند.
این پژوهشگر تاکید کرد: مدلی که در این پژوهش بدست آمده است اولاً ما را قادر خواهد کرد تا بتوان همزیستی این باکتری با گیاه برنج را بهتر درک کنیم و ثانیا چنین مدلی می تواند دستکاری های ژنتیکی احتمالی را در این باکتری پیشنهاد کند که به بهبود ویژگی های متابولیک آن (مثلاً بهبود تثبیت نیتروژن) منجر شود.
نتایج این طرح در قالب مقاله در نشریه Molecular BioSystems و همچنین در پنجمین همایش ملی بیوانفورماتیک ایران در دانشگاه تهران و در چهارمین کنفرانس بین المللی بازسازی و آنالیز مبتنی بر قید شبکه، COBRA۲۰۱۵ در شهر هایدلبرگ آلمان ارائه شده است.
مدل متابولیک ارائه شده به صورت دسترسی آزاد در اختیار محققان قرار دارد که می تواند در پژوهش های آتی بر روی این باکتری مورد استفاده قرار گیرد.
وی افزود: بنابراین استفاده از روش های زیستی به جای استفاده از مواد شیمیایی در اولویت قرار گرفته و یکی از این روش ها، استفاده از باکتری هایی است که قادر باشند در خاک به صورت همزیست با گیاه زندگی کنند و مواد معدنی مورد نیاز گیاه، مانند نیتروژن و فسفات را به صورت قابل استفاده درآورده و در اختیار آن قرار دهند.
این پژوهشگر با اشاره به باکتری سودوموناس اشتوتسری A۱۵۰۱ افزود: این باکتری یکی از انواع باکتری هایی است که به صورت همزیست با ریشه گیاه برنج شناسایی شده و قادر است نیتروژن هوا را جذب، تثبیت کند و در اختیار گیاه قرار دهد.
مرعشی هدف از انجام این طرح را شناسایی و درک نحوه عملکرد سودوموناس اشتوتسری دانست و بیان کرد: با استفاده از اطلاعاتی که در زمینه محتوای ژنتیکی سودوموناس اشتوتسری در دسترس بود، ابتدا مجموعه آنزیم های این باکتری شناسایی شد.
وی عنوان کرد: سپس در مرحله بعد مجموعه واکنش هایی که توسط این آنزیم ها کاتالیز می شوند مورد شناسایی قرار گرفت و بدین ترتیب شبکه پیچیده از واکنش ها بدست آمد.
این پژوهشگر خاطرنشان کرد: با داشتن شبکه متابولیک می توان مسیرهای فعال بیوشیمیایی و میزان فعالیت این مسیرها را توسط روشی ریاضیاتی به نام «مدلسازی مبتنی بر قید» پیش بینی و مطالعه کرد. مرعشی گفت: در مرحله نهایی صحت و دقت مدل مربوطه با استفاده از انجام آزمایش های مناسب و نیز بررسی داده های منتشرشده در مقالات پیشین مورد بررسی قرار گرفت.
وی افزود: به این ترتیب نشان داده شد که مدل پیشنهادی ما برای متابولیسم باکتری سودوموناس اشتوتسری A۱۵۰۱ قادر است پیش بینی هایی انجام دهد که به شکل قابل قبولی با داده های آزمایشگاهی مربوط به میزان جذب و مصرف منابع مختلف قندی و نیتروژنی منطبق هستند.
این پژوهشگر تاکید کرد: مدلی که در این پژوهش بدست آمده است اولاً ما را قادر خواهد کرد تا بتوان همزیستی این باکتری با گیاه برنج را بهتر درک کنیم و ثانیا چنین مدلی می تواند دستکاری های ژنتیکی احتمالی را در این باکتری پیشنهاد کند که به بهبود ویژگی های متابولیک آن (مثلاً بهبود تثبیت نیتروژن) منجر شود.
نتایج این طرح در قالب مقاله در نشریه Molecular BioSystems و همچنین در پنجمین همایش ملی بیوانفورماتیک ایران در دانشگاه تهران و در چهارمین کنفرانس بین المللی بازسازی و آنالیز مبتنی بر قید شبکه، COBRA۲۰۱۵ در شهر هایدلبرگ آلمان ارائه شده است.
مدل متابولیک ارائه شده به صورت دسترسی آزاد در اختیار محققان قرار دارد که می تواند در پژوهش های آتی بر روی این باکتری مورد استفاده قرار گیرد.
