酶有潜力减少依赖不可再生农业肥料

一种酶,这种酶可以帮助释放磷的有机形式已被确定在谢菲尔德大学的一项研究的可持续食品研究所,主要发表在科学杂志《美国国家科学院学报》上。

酶有可能有助于减少磷酸盐化肥的消费全球粮食生产系统依靠,但是是由不可再生的矿产和越来越昂贵的无机磷酸岩来源。

地球上的所有生物,植物和动物,需要健康成长与发展磷,但继续使用不可再生的有限的股票磷化肥在农业的可持续性威胁粮食产量和我们的全球粮食生产系统。农业是最大的消费者不可再生的磷,所以其有限的供应对全球粮食安全有着重要的影响,生物多样性和气候调节。

在用的最简单形式的磷肥料是不可再生无机磷酸盐,不幸的是,可用性的有机磷酸营养环境中通常是足够低限制天然植物和藻类的生长。

在海洋和土壤,最总磷的存在于复杂的有机形式,这需要酶,俗称磷酸酶,释放磷酸盐,植物和藻类可以使用它作为营养。

大学可持续食品研究所的研究人员已经确定了一个独特的细菌磷酸酶丰富环境中称为PafA,能够有效地释放磷酸盐用于化肥的有机形式。

研究使用了一个黄杆菌属模型看PafA函数体内,它可以迅速mineralise天然有机磷酸盐磷酸独立的水平,这一过程与其他常见的酶被发现抑制如PhoX和PhoA磷酸酶,尤其是已经有残留水平的磷酸。

谢菲尔德大学的Ian Lidbury博士的研究所可持续食品和阿瑟·威利斯环境研究中心说:“磷的积累可以在最常见的磷酸酶抑制酶活性,但PafA独特之处在于,它的功能不受磷积累。

”有一个高的存在和多样性PafA环境中,无论在陆地和水生环境,这使它有价值的忽视资源寻找方法来帮助植物和动物更有效地捕捉基本营养素,并将帮助我们减少依赖的关键,迅速使用造成的损害,世界股市有限的不可再生的化学磷化肥。

“我们的进一步研究将研究PafA功能,像黄杆菌属形式似乎比别人特别活跃。所以这对我们是至关重要的能够理解工程师优化酶用于农业。”

团队正在调查什么使某些形式的PafA比其他人更积极,目标设计一种酶,这种酶可以用来促进可持续农业,通过提供更容易获得有机植物的磷源,可能将其引入到动物饲料。

参考:Lidbury想法,斯坎兰DJ,墨菲ARJ,等。广泛分布phosphate-insensitive磷酸酶呈现快速有机磷补充矿质生物圈的路线。PNAS。2022年,119 (5):e2118122119。doi:10.1073 / pnas.2118122119

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