Cereais que obtêm a maior parte do nitrogênio do ar, por meio da própria nitrogenase, de uma simbiose modificada ou de um microbioma associado, de modo que altas produtividades não dependam de fertilizante nitrogenado sintético.
Escopo
Dentro: milho, trigo, arroz e outros cereais que fixam nitrogênio na planta ou em associação estável com ela. Fora: inoculantes microbianos aplicados com fertilizante, que complementam mas não substituem o fertilizante (aparecem aqui só como abordagem), e ferramentas de edição gênica de plantas, que são biotech/plant-genome-engineering.
Maturidade
não avaliado
Contribui para
Fome zero e agricultura sustentável, Vida terrestre
Nitrogênio derivado da atmosfera (%Ndfa) principalfaltam 18 pontos
Proporção do nitrogênio de uma planta que vem da fixação biológica do N2 atmosférico, com o método de medição (diluição isotópica de 15N, abundância natural de 15N, ureídeos ou diferença de N) declarado nas condições. Quanto maior, melhor.
Atual (2018-01-01)82%
Meta100%
Limite–
Condições. Fração do nitrogênio da cultura vinda da fixação biológica do nitrogênio atmosférico, medida com métodos de 15N.
Por que esta meta. Uma cultura que obtém todo o nitrogênio do ar é a cultura 'N-self-fertilizing' descrita na literatura como capaz de fixação autônoma, dispensando fertilizantes químicos. A meta vale para cultivares de elite com produtividade plena, que é o que o valor atual não mostra.
Observação. Extremo superior de uma faixa de 29-82%, em uma variedade crioula cultivada em solo pobre em nitrogênio. Não é uma cultivar moderna de alta produtividade: nenhum cereal de elite mostrou isso.
Fixação mostrada em uma variedade crioula, não em cultivares de alta produtividade
críticaincógnita científicacamada: sistemaativa
A alta fração de fixação foi medida em uma variedade crioula com raízes aéreas que secretam mucilagem, cultivada em solo pobre em nitrogênio. Levar a característica a cultivares de elite com produtividade plena, e sob fertilização, não foi mostrado. Bactérias modificadas associadas às raízes, que continuam fixando em campos fertilizados, foram comercializadas, mas o resumo delas relata um ganho de produtividade sobre o fertilizante sozinho, não uma fração de nitrogênio vinda da fixação.
Abordagens
Diazotrófico modificado associado às raízes que fixa nitrogênio apesar do fertilizante wen2021enabling
Uma nitrogenase funcional dentro de células vegetais
críticaengenhariacamada: dispositivoativa
Expressar os componentes da nitrogenase nas mitocôndrias da planta é a rota para uma cultura que fixe o próprio nitrogênio. Dezesseis proteínas da nitrogenase já foram expressas, cada uma, e direcionadas à matriz mitocondrial de uma planta modelo, mas o componente NifD é o menos abundante e um complexo funcional completo em uma planta não foi mostrado.
Simbiose de nódulos radiculares ainda não transferida para não leguminosas
altaincógnita científicacamada: princípioaberta
As leguminosas abrigam rizóbios fixadores de nitrogênio em nódulos nas raízes. O objetivo de induzir a nodulação em culturas não leguminosas não foi alcançado; as questões em aberto são os programas de sinalização, infecção e organogênese do nódulo.