मूत्र एंझाइम इनहिबिटर एनबीपीटी

नायट्रोजन खता म्हणून यूरिया जगातील शेतीतील सर्वात महत्वाचे खत आहे. तथापि, मातीत यूरिया वेगाने मिरजेस एंझाइममुळे जमिनीत मोठ्या प्रमाणात नायट्रोजन नुकसान कमी करते आणि युरिया नायट्रोजन वापरण्याच्या कार्यक्षमतेस कमी करते. त्याच वेळी, युरियाच्या हायड्रोलीसिसमुळे जमिनीत अमोनियाचे प्रमाण वाढते. हे बियाणे उगवण आणि वनस्पती करण्यासाठी विषारी आहे. यूरियाच्या हायड्रोलायझिसला प्रतिबंध करण्यासाठी मूत्रमार्गात एंजाइम इनहिबिटरचा वापर वरील समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी एक महत्वाची पद्धत म्हणून प्रस्तावित आहे. अमोनिया विघटन करण्यासाठी अमोनियाच्या विघटन कमी करून मूत्र एंझाइम इनहिबिटरस पृष्ठभागाच्या निषेधाची (युरिया) कार्यक्षमता वाढवू शकतात.

एनबीपीटी मूत्रमार्गात एंजाइम इनहिबिटरमध्ये खालील गुणधर्म आहेत: एनबीपीटीमध्ये सामान्य माती आणि हवामानाच्या परिस्थितीत मूत्रमार्गात एंजाइम प्रतिबंधक क्रियाकलाप आहे. एनबीपीटी बियाणे विषाणूचे जोखीम कमी करू शकते, अमोनिया वाष्पशीलता कमी करते आणि पीक उत्पन्न आणि प्रथिने सामग्री मोठ्या प्रमाणावर वाढवते. एनबीपीटीचे लोक, पिके आणि पिकांचा उपभोग करणारे आणि उपभोगणारे कोणतेही नुकसानकारक प्रभाव नाहीत.

एनबीपीटी

अनुप्रयोग: बारीक रासायनिक वनस्पती.
उत्पादन परिस्थिती: पाणी, वीज, स्टीम आणि इतर सार्वजनिक बांधकाम सुविधा असणे आवश्यक आहे.

शेतीमधील युरेस इनहिबिटरचा मोठ्या प्रमाणावर वापर असूनही, नायट्रोजन (एन) अपट्रॅक आणि एसिमिलेशन यावर त्यांच्या परिणामावर काही माहिती उपलब्ध आहे. हा कार्य उद्दीष्ट, शारीरिक आणि ट्रान्सक्रिप्शन स्तरावर, हायड्रॉपोनिकली उगवलेली मका वनस्पतींमध्ये यूरिया पोषणांवर एन- (एन-बटाईल) थिओफॉस्फोरिक ट्रायमाइड (एनबीपीटी) च्या प्रभावांचा अभ्यास करणे. पोषक सोल्युशनमध्ये एनबीपीटीची उपस्थिति रोपाची क्षमता कमी करण्यासाठी यूरियाचा वापर एन-स्रोत म्हणून करण्यात आला; युरिया अपेट दर आणि 15 एन संचय कमी झाल्यामुळे हे दिसून आले. लक्षात घेण्यासारखे आहे की, झाडे नायट्रेट-फेड केलेल्या वनस्पतींमध्ये 15 एन संचयनात बदल करत नसल्यानेच यूरियाला पेरा दिल्या जात असतानाच हे नकारात्मक प्रभाव दिसून आले. युरिया नायट्रेट किंवा अमोनियमने उगवलेल्या रोपांवर कोणताही प्रभाव नसताना एनबीपीटीने एन-स्रोत म्हणून वापरल्या जाणार्या अरबीडॉप्सिस वनस्पतींचा विकास देखील कमी केला. उच्च प्रतिसाद युरिया ट्रान्सपोर्ट सिस्टीमवर एनबीपीटीचा प्रत्यक्ष प्रभाव असण्यासाठी हा प्रतिसाद संबंधित आहे. यूरिया उपचारावर एनबीपीटीचा प्रभाव पुढील अरबीडॉप्सिस ओव्हरएक्सप्रेसिंग ZmDUR3 आणि dur3-knockout च्या लाईन्स वापरून मूल्यांकन करण्यात आला; परिणामी असे सूचित केले आहे की फक्त वाहतुकीच नव्हे तर यूरिया समीकरणासही अवरोधकाने तडजोड केली जाऊ शकते. युपीएच्या अति-संचय आणि एनबीपीटी-उपचार केलेल्या वनस्पतींमध्ये अमोनियम एकाग्रता कमी झाल्यामुळे ही परिकल्पना मजबूत केली गेली. शिवाय, ट्रान्सक्रिप्शन विश्लेषणाने दर्शविले की मका मुळे एनबीपीटी यूरीक-एन एसिमिलेशन आणि अमोनियम वाहतूक या साइटोसोलिक मार्गामध्ये समाविष्ट असलेल्या जीन्सच्या अभिव्यक्तीने गंभीरपणे व्यत्यय आणला. एनबीपीटीने यूरियाद्वारे प्रेरित केलेल्या लिप्यंतरण घटकांकरिता जीन कोडिंगची अभिव्यक्ती मर्यादित केली आणि शक्यतो त्याच्या अधिग्रहणाच्या नियमनमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावली. हे काम पुरावे पुरवते की एनबीपीटी मका रोपामध्ये युरिया पोषण दडपशाही करू शकते, तसेच आवरणास तसेच खालील आम्लाची मार्ग मर्यादित करते.

परिचय

यूरिया हा खतांचा वापर (एलआयसी) खतावरील खप (50% पेक्षा अधिक) खपत असलेल्या 50 दशलक्ष टन वार्षिक खर्चासह जगातील सर्वाधिक प्रमाणात वापरलेला नायट्रोजन (एन) खते आहे. गेल्या दशकांमध्ये युरिया खतांचा वापर अविश्वसनीय वाढ मुख्यतः त्याच्या प्रतिस्पर्धी किंमतीमुळे आणि उच्च एन सामग्री (द्रव्यमानाच्या 46%) असल्यामुळे, वाहतूक आणि वितरण खर्च कमी करण्यास मदत करतो (मिलर आणि क्रॅमर, 2004).

प्रायोगिक पुराव्यांकडून वनस्पतींच्या वापराद्वारे युरिया प्रति सेकंद वापरण्याची क्षमता असल्याचे दिसून आले असले तरी (विटवेअर एट अल., 1 9 63; निकोलाड अँड ब्लूम, 1 99 8; विइट एट अल., 2002), एक सामान्य कृषिविषयक सराव म्हणजे यूरियाला माती निषेध करून पिके. अकार्बनिक एन स्त्रोतांचा उपयोग केल्याशिवाय, पिकांसह वनस्पती, अखंड युरिया (पुनरावलोकनासाठी, क्रेझर एट अल., 2011; नॅक्र्री एट अल., 2013 पहा) सक्षम असल्याचे दिसून आले आहेत. विशेषतः, मका रोपामध्ये यूरिया अधिग्रहण करण्यासाठी उच्च आणि कमी संबंध असलेल्या डीयू 3 ट्रांसपोर्टर आणि एक्वापोरिन्सद्वारे मध्यस्थीसाठी रूट सेल्समध्ये समर्पित ट्रान्समॅब्र्रेन ट्रान्सपोर्ट सिस्टीम असतात. (गॅस्पर एट अल., 2003; गु एट अल., 2012; झॅनिन इट अल., 2014; लियू एट अल., 2015; यांग एट अल., 2015).

मातीच्या सोल्युशनमध्ये युरियाची स्थिरता मायक्रोबियल यूरियाच्या क्रियाकलापांवर पूर्णपणे अवलंबून असते, एक निकेल-आधारित एंजाइम सर्वव्यापी सूक्ष्मजीवांमध्ये व्यक्त केला जातो आणि जमिनीत सोडला जातो (वाटसन एट अल. 1 99 4). सूक्ष्मजीव (वॉटसन इट अल., 1 99 4) च्या क्षयानंतरदेखील युरियाची क्रिया जमिनीतही टिकू शकते. हा एनजाइम यूरियाचे हायड्रोलिसिस अमोनियम आणि कार्बन डाय ऑक्साईडमध्ये उत्प्रेरित करतो आणि त्याची क्रिया मायक्रोबियल बायोमासच्या प्रमाणात असते, ज्यायोगे त्या कार्बनिक पदार्थांची मात्रा आणि जमिनीच्या पाण्याच्या सामग्रीवर अवलंबून असते. अमोनियम या स्वरूपात एक्सचेंज करण्याजोग्या कॅनेशनसारखे किंवा अमोनियाच्या स्वरूपात अस्थिर होते; नायट्रेटमध्ये रूपांतरित होणारे नायट्रिफिकेशन प्रक्रियेसाठी ते सबस्ट्रेट म्हणून देखील कार्य करू शकते. अशाप्रकारे, कमीतकमी अल्प कालावधीसाठी युरियाच्या गर्भाधानाने झाडे मुळे यूरिया, अमोनियम आणि नायट्रेट (मेग्राउट इट अल., 2008 बी) पर्यंत एकत्रित होऊ शकतात.

मुख्यतः अमोनिया व्हॉलिटिलायझेशन आणि नायट्रेट लीचिंगमुळे युरियाचा वेगवान हाइड्रोलिसिस वनस्पती पौष्टिकतेसाठी कमी उपलब्धता आणि युरिया खतांचा कमी उपयोगक्षमता (जामन एट अल., 2008) कमी होईल. युरिया खतापासून अमोनिया उत्सर्जन कमी करण्यासाठी सर्वात वापरल्या जाणार्या धोरणांपैकी एक म्हणजे यूरेशेस इनहिबिटर लागू करणे. यूरिया हायड्रोलायझेशन धीमे करण्याव्यतिरिक्त, या अणूंनी युरियाच्या झाडाच्या मुळांद्वारे अचूक रेणू म्हणून अनुप्रयोग साइटवरून बरेच दूर पसरले.

सर्वात आशाजनक आणि चाचणी केलेली माती urease अवरोधक एनबीपीटी (व्यापार नाव अॅग्रोटैन®) आहे, ज्याची क्रिया त्याच्या ऑक्सिडायझेशन फॉर्म (वॉटसन, 2005) मध्ये रुपांतर करण्याशी संबंधित आहे. एनबीपीटी यूरिया (मॅडिना आणि रेडेल, 1 9 88) यांचे संरचनात्मक अॅनालॉग आहे जे युरेस क्रियाकलापांवर मिश्रित आघात (वाढीव किलोमीटर आणि वॅमॅक्स, जुआन एट अल., 200 9) यांचे मिश्रण आहे. आण्विक गतिमान गणनेतून दिसून आले आहे की एनबीपीटी युरेस सक्रिय साइटवरील निकेल परमाणुंचे समन्वय करतो आणि युरिया-व्युत्पन्न कार्बामेट (मनुंजा एट अल. 1 999) च्या ऑक्सिजन अणू बांधतो.

यूरेझ इनहिबिटर (वॉटसन, 2005) सह युरिया युक्त विपणन फॉर्म्युलेल्स शोधणे असामान्य नाही. पीएच (हेंड्रिकसन आणि डगलस, 1 99 3), तपमान (हेंडर्रिकसन आणि ओ'कॉनॉर, 1 9 87), आणि मातीतील आर्द्रता (सिगंगा एट अल.) यासारख्या पर्यावरणीय घटकांमुळे युरेस इनहिबिटरचा क्रियाकलाप प्रभावित होऊ शकतो असा प्रायोगिक पुरावा प्रदान केला गेला आहे. 2002; क्लॉज एट अल., 2004).

मर्यादित माहिती वनस्पतींमध्ये एनबीपीटीच्या शारीरिक प्रभावांवर उपलब्ध आहे (वॉटसन आणि मिलर, 1 99 6; क्रुचगा एट अल., 2011). असे आढळून आले आहे की काही प्रजातींनी युरिया आणि एनबीपीटीशी पानांचा स्कोअर आणि नेक्रोटिक पान मार्जिन्स (वॉटसन आणि मिलर, 1 99 6; आर्टोला एट अल., 2011; क्रुचगा एट अल. 2011). क्रूचगा एट अल. (2011) ने अहवाल दिला की एनबीपीटी मटार आणि पालकांच्या मुळांद्वारे घेण्यात येते आणि पानांवर अनुवादित केले जाते; अशा प्रकारे एनबीपीटी संकुचितपणे एंडोजोज़िस लीफ आणि रूट युरेझ (वॉटसन आणि मिलर, 1 99 6; आर्टोला एट अल., 2011; क्रूचगा एट अल., 2011; अॅरिझ एट अल., 2012) च्या क्रियाकलापांना बाधित करू शकते. शिवाय एनबीपीटी (आर्टोला इट अल., 2011; क्रुचगा एट अल., 2011) च्या उपस्थितीत ग्लूटामाइन सिंथेसेट क्रियाकलाप आणि एमिनो ऍसिड पातळी कमी केली जाते. या सर्व परिणामांवरून असे दिसून आले की यूरिया प्रतिबंधकांनी युरियाचा वापर वनस्पतींसाठी एन स्त्रोताच्या स्वरूपात केला आहे, परंतु एन एनपीटीटीच्या प्रभावावरील भौतिक आणि आणविक पैलूंवर ज्ञानाचा अभाव अजूनही या स्त्रोताच्या अधिग्रहणावर आहे.

सध्याच्या संशोधनाचे ध्येय एन.यू.पी.पी.च्या अल्पकालीन प्रभावांचा अभ्यास युरिया मिळविण्यासाठी मका रोपाच्या क्षमतेवर अभ्यास करणे आहे. आमच्या समूहातील मागील अभ्यासानुसार विवोमध्ये मकाच्या मुळांमध्ये युरियाची उच्च एफ़िनिटी ट्रान्सपोर्ट सिस्टीम मध्ये वर्णन केले आहे आणि युरियाने त्वरीत त्याचा अधिग्रहण (झॅनिन एट अल., 2014) दर्शविला आहे. म्हणून, सध्याच्या कार्यामध्ये एनबीपीटीची कृती उच्च प्रतीच्या अंतर्भागाच्या विद्युत् अवस्थेच्या अविभाज्य घटकांच्या कार्यक्षमतेवर अभ्यासली गेली. यूरियाद्वारे नियंत्रित केल्या जाणार्या जीन्सच्या लिप्यंतरणातील बदलांचे विश्लेषण करून फिजियोलॉजिकल डेटाला समर्थन देण्यात आले.