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          謝菲爾德大學的研究表明有可能減少農業對不可再生肥料的依賴

          謝菲爾德大學的研究表明有可能減少農業對不可再生肥料的依賴

          2022-04-17 09:51:07

          謝菲爾德大學可持續食品研究所的一項研究發現了一種可以幫助從有機形式中釋放磷的酶,該研究發表在的科學期刊 PNAS 上。

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          • 謝菲爾德大學的研究人員發現了一種可以在環境中釋放有機磷的酶

          • 磷是促進植物和動物健康生長的必需營養素,被全球糧食生產系統用作肥料

          • 農業是全球不可再生無機磷的消費國,有限的供應威脅著全球糧食安全、生物多樣性和氣候調節

          • PafA 是環境中廣泛分布的酶,因此代表了磷循環中被忽視的資源

          謝菲爾德大學可持續食品研究所的一項研究發現了一種可以幫助從有機形式中釋放磷的酶,該研究發表在的科學期刊PNAS上。

          這種酶有可能幫助減少全球食品生產系統所依賴的磷酸鹽化學肥料的消耗,但這些肥料是通過開采不可再生且日益昂貴的無機磷酸鹽來源生產的。

          地球上的所有生物、植物和動物都需要磷來促進健康的生長和發育,但在農業中繼續使用有限的不可再生磷化肥庫存會威脅到作物產量和我們全球糧食生產系統的可持續性。農業是不可再生磷的消耗者,因此其有限的供應對全球糧食安全、生物多樣性和氣候調節具有重要意義。 

          肥料中使用的簡單形式的磷是不可再生的無機磷酸鹽,因為不幸的是,環境中有機磷酸鹽營養素的可用性通常低到足以限制天然植物和藻類的生長。

          在海洋和土壤中,大部分總磷以復雜的有機形式存在,這需要酶(通常稱為磷酸酶)來釋放磷酸鹽,以便植物和藻類可以將其用作營養物質。

          該大學可持續食品研究所的研究人員已經確定了一種在環境中豐富的獨特細菌磷酸酶,稱為 PafA,它可以有效地從其有機形式中釋放肥料中使用的磷酸鹽。

          該研究使用黃桿菌模型來觀察體內的 PafA 功能,并表明它可以快速礦化天然存在的有機磷酸鹽,而與磷酸鹽水平無關,發現這一過程會被其他常見酶如 PhoX 和 PhoA 磷酸酶抑制,尤其是如果周圍已經有殘留的磷酸鹽。 

          來自謝菲爾德大學可持續食品研究所和亞瑟威利斯環境研究中心的 Ian Lidbury 博士說:“磷酸鹽的積累可以抑制常見磷酸酶的酶活性,但 PafA 的獨特之處在于它的功能在磷酸鹽的作用下不會受到影響。積累。 

          “由于 PafA 在陸地和水生環境中的發生率和多樣性很高,這使其成為尋找幫助植物和動物更有效地捕獲必需營養素的方法而被忽視的寶貴資源,對于幫助我們至關重要減少我們對世界上有限的不可再生化學磷肥庫存的依賴——以及迅速用完所造成的損害。

          “我們的進一步研究將調查 PafA 的功能,因為與其他形式相比,黃桿菌形式似乎特別活躍。因此,了解這一點對于我們能夠設計出用于農業的優化酶至關重要?!?/span>

          該團隊現在正在研究是什么使某些形式的 PafA 比其他形式更活躍,目標是通過為植物提供更容易獲得的有機磷源來設計一種可用于促進可持續農業的酶。將其引入動物飼料中。



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