Il fertilizzante richiede molta energia per essere prodotto, viene assorbito in modo inefficiente dalle piante, e il deflusso può inquinare i corsi d'acqua. Ma cosa accadrebbe se le piante potessero semplicemente produrre il proprio fertilizzante? Questa è una domanda a cui stanno tentando di rispondere risme di scienziati, e una nuova ricerca della Washington University di St. Louis ha compiuto un passo importante verso tale obiettivo.

Una delle strade più promettenti in questo campo sono i cosiddetti batteri che fissano l'azoto. Il componente principale è la maggior parte dei fertilizzanti è l'azoto, quali piante hanno bisogno di crescere. L'azoto è tutto intorno nell'atmosfera terrestre, ma le piante richiedono un aiuto extra per afferrarle e convertirle in una forma che le piante possono usare. Il processo per rendere utilizzabile l'azoto è chiamato "fissazione dell'azoto, ” ed è per lo più fatto da batteri. Ci sono molti batteri nel terreno che fanno questo, produrre azoto per l'aspirazione delle piante, ma le colture moderne sono così affamate di azoto che i batteri non riescono a tenere il passo e i loro sforzi devono essere integrati da fertilizzanti a base di azoto.

I batteri del suolo hanno il vantaggio di fissare il loro azoto senza l'interferenza dell'ossigeno, la cui presenza normalmente pregiudicherebbe tale sforzo. C'è un tipo di batterio, Cianoteca, che riesce sia a compiere la fotosintesi che a fissare l'azoto.

Come fa Cyanothece a farlo? I ricercatori hanno scoperto che i batteri operano su un ritmo circadiano, proprio come le persone. Svolge la fotosintesi durante il giorno, e poi respira l'ossigeno, permettendogli di fissare l'azoto durante la notte. Il passo successivo è stato vedere se questa capacità poteva essere trasferita con successo ad altri organismi.

Sono riusciti con successo a prendere alcuni dei geni da Cyanothece e ad inserirli in un batterio che non ha naturalmente la capacità di fissare l'azoto. Grazie alla comprensione della cosa del ritmo circadiano, ci sono riusciti e sono finiti con un primo passo importante verso le piante autofecondanti:un organismo che è stato geneticamente modificato per fissare l'azoto.

“Progettare impianti che fissano l'azoto è una grande sfida in agricoltura e ci vorrà del tempo per realizzare questo sogno. In collaborazione con altri scienziati vegetali, cercheremo di emulare il nostro approccio di ingegneria cianobatterica nelle piante vascolari, ” scrive Himadri Pakrasi, l'autore principale dello studio, in una e-mail. Ma hey, se gli scienziati possono dare questa capacità ad alcuni batteri casuali, perché non al mais?