Ein grundsätzliches Problem bei Getreide – Reis, Weizen, Mais – ist das, im Gegensatz zu einigen anderen Pflanzen, brauchen viel Dünger, um richtig zu wachsen.

Dünger hat ernsthafte Umwelt- und Energieprobleme, die mit seiner Verwendung verbunden sind. Um dieses Problem zu lösen, Es gibt viele Möglichkeiten:Fruchtfolge, gleichzeitiger Anbau anderer Pflanzen, Derartiges. Aber drüben am MIT, sie arbeiten am heiligen Gral:Getreide, das ihren eigenen Dünger herstellt.

Der Hauptbestandteil der meisten Düngemittel ist Stickstoff, welche Superkräfte das Pflanzenwachstum antreibt. Ein paar Pflanzen, vor allem Hülsenfrüchte, selbst beheben können. „Fix“ bezeichnet die Aktion, Stickstoff aus der Luft zu holen und im Boden zur Nutzung bereitzustellen. Hülsenfrüchte tun dies mit einigen Bakterien, die in Noppen auf den Pflanzen selbst leben. Aber Getreide kann das nicht. Getreide – die bei weitem am häufigsten angebaute Kultur der Welt – entzieht dem Boden den verfügbaren Stickstoff, dann durstig nach mehr, die in Form von Dünger ausgebracht wird.

Aber die eigentliche Herstellung von Dünger ist extrem energieintensiv, viele, viele fossile Brennstoffe benötigen, insbesondere Erdgas, was nicht ideal ist. Plus, die Düngung ist selten effizient, führt zum Abfließen von Dünger in Gewässer – auch nicht ideal.

Am MIT, das Voigt Lab – benannt nach seinem Leiter, Bioingenieur Christopher Voigt – arbeitet daran, Getreidepflanzen zu entwickeln, die wie Hülsenfrüchte funktionieren, ihren eigenen Stickstoff zu fixieren. Aber die Übertragung dieser Bakterien, oder deren Auswirkungen, von Hülsenfrüchten bis zu Getreide ist unglaublich kompliziert und schwierig, mit Hindernissen beladen.

Das MIT gab diese Woche bekannt, dass das Voigt Lab einige der lebenswichtigen Strukturen erfolgreich übertragen hat innerhalb die Zellen der Bakterien, um das möglicherweise unüberwindbare Problem der Übertragung des gesamten Bakteriums zu vermeiden. Die Forscher stellen schnell fest, obwohl dies „nur ein Schritt ist, obwohl ein großer Schritt“ zur Schaffung einer stickstoffbindenden Getreidepflanze. Jeder spezifische Stamm jeder Getreidekultur ist anders; jedes spezifische stickstofffixierende Bakterium ist anders. Aber ihre Arbeit zeigt ernsthafte Fortschritte in Richtung dieses Ziels.

Auch über die Umwelt- und Sicherheitsanwendungen hinaus, eine stickstoffbindende Pflanze könnte in Böden gepflanzt werden, die normalerweise als zu stickstoffarm gelten, um sich damit zu beschäftigen. Theoretisch, das könnte die Welt öffnen:weniger Dünger,- und mehr Getreide.