NEKAZALMIKROBIOLOGIA

NITROGENOAREN FINKA-PENA

Goazen, bada, aplikazio kontre-tuak ikustera. Nekazal mikrobiologiak,esaterako, arazo interesgarri bat konponlezake: nitrogenoaren finkapena. Herriaskotan ikerketa sakonak egiten hasidira xede haundi batekin: landareek,beren kabuz, atmosferako nitrogenoazuzen finkatzea. Dakigunez, baserrita-rrek ongarri nitrogenatuak bota behardituzte landareek nitrogenoa har deza-ten, horrek dakartzan gastu ekonomikoeta ondorio ekologiko kezkagarriekin.Konponbiderik bikainena, lehen aipatu

denez, nitrogenoa airetik finkatzea lit-zateke, hots, elementu hori biologikokierabilgarri den eran hartzea. Prozesuaulertzeko, lehendabizi, nitrogenoarenzikloa ikus dezagun:

Nitrogenoaren zikloak konposatunitrogenatuen iturri handi bien —At-mosfera eta Lurrazala— arteko orekamantentzen du. Landare berdeek nitro-genoa soilik erabil dezakete elementuhau konposatu kimikoen barruan da-goenean: amoniakoan (NH

3) adibidez.

Horregatik ezin dute nitrogenoa atmos-feratik zuzenki atera. Izan ere, atmosfe-ran molekula diatomiko eran (N

2) dago.

E. Gonzalez

Nekazal produkzioa handitzeko asmotan,lurreko mikroorganismoen erabilpen eta

ustirapena ez da azken urteotako berrikunt-za. Antzinako Erroman bazekiten landare

lekadunek —baberrun, kakahuete, alpapa,soia, ilar, hirusta eta eskuzuriak— lurren

emankortasuna handitzen zutela. Erromata-rrek, hala ere, ez zekiten honen arrazoia

Rhizobium jeneroko bakterioetan zetzanik.Izan ere, bakterio hauek zenbait lekadunensustraiak infektatzen eta atmosferako nitro-

genoa finkatzen dute. Garai haiez gerokultibo-txandaketa oso erabilia izan da eta

aurreko kultiboan lekadunek lurreanfinkaturiko nitrogenoa hurrengo txandako

landareek erabil dezakete.

Gaur egun, Hirugarren Munduan

hain garrantzitsua izan den IraultzaBerdea gertatu ondoren, Iraultza biotek-nologikoa hurbildu zaigu. Honek or-ganismo bizien gaitasun biokimiko etagenetikoak gizakiarentzat interesgarridiren helburu praktikoekin lotzen ditu.Bioteknologi teknikak, nekazaritzarenesparruan bi sailotan sailka daitezke:ekoizpen primarioa (landareen hobe-kuntza eta nitrogeno-finkapenari dago-kiena alde batetik) eta hondakinen bioal-dakuntza (energia eta janarien ekoizpe-nari begira) bestetik. Teknika berri hauekuzta naharoak ekarri dituzte. Adibidegisa, azken hogeitamar urteetan artoa-ren errendimendua boskoiztu egin daeta arrozaren kasuan 60.000 barietatelortu dira. Prozedura horiek hiru maila-takoak izaten dira: fitologikoak, geneti-koak eta mikrobiologikoak. Askotan arlohauek sakonki loturik aurkitzen dira.Dena den, gure aldetik, nekazal mikro-biologia soilik plazaratuko dizuegu.

Zientzilariek beren esperimentuakegin ostean sarri ondokoa ikusten dute:laborategian biologikoki ederki erant-zuten duten bakterioek ez dute moduberean iharduten soroetan, mikroor-ganismo horiekin loturiko landareenprodukzioa oso baxua izanik. Nekaza-ritzak, beraz, hartzidura-upeletan etasoroetan gertatzen denaren arteko dife-rentzien adibide ugari eskaintzen digu.Biologook hartzidura-upela oso mediozehatza dela hartu behar dugu kontutan.Izan ere aldagai fisiko, kimiko nahizbiologiko guztiak kontrolatuta daude.Gainera, mikroorganismo-espezie batbesterik ez dago. Nekazaritzari aplikatunahi izanez gero, mikroorganismoenarteko elkarrekintza zein biosferarekikoharremanak aztertu behar ditugu.

Guzti honen ondorioz nitrogenoa indus-trialki, prozesu bakteriologiko edo natu-ralen bidez (esaterako tximist asko du-ten ekaitzen kasuan) finkatu behar da.Landareek nitrogeno gutxi behar dute,baina etengabe; lurrak nitrogenoa galt-zen bait du, drenaiaren bidez eta uztajasotzean. Gainera ez dugu bestenitrogeno-galera bat ahantzi behar:bakterio desnitrifikatzaileek sorterazi-takoa, hain zuzen ere.

Rhizobium jeneroko bakterioekzenbait landare lekadunen sustraiakinfektatzen dituzte, baina hau ez da inolaere prozesu patogenikoa. Landareak Rhizobium jeneroko bakterioak hirustaren

sustrai-ilea infektatzen

ostera, harreman sinbiotikoa dauka mik-roorganismoarekin: landareak elikagaiakematen dizkio bakterioari, eta azkenhonek nitrogenoa (NH

3eran) begetalari.

Rhizobium lekadunaren sustraietan sartuondoren, koskor ikusgarriak —noduluizenekoak— sortzen ditu.

Ikus dezagun sustrai–ile batenzoldura edo infekzioa:

Infekzioan bakterioak sustrai-ileari atxekitzen zaizkio. Landareak etamikroorganismoak elkar ezagutzen duteproteina espezifikoen bidez. Geroxeagosustrai-ilean sartzen dira eta sustraiko

zelula baterantz joko dute. Infekzioak hanturaeta zelularen banaketa sortzen ditu. Honenondorioa nodulua eratzea da. Honek bakteriosinbioteek infektaturiko zelula-multzo dentsoadauka bere baitan.

Rhizobium-a 1888. urtean isolatua izanzen eta hamabost urte geroago soroetan inoku-latzen zen nekazal produkzioa asko handituz.Egun, espezie honen etorki desberdinak turbabirrinduarekin batera ontziratzen dira lurretansakabanatzeko. Nitrogenoa behar-beharrezkoada landareen metabolismoan. Dakigunez,konposatu biologiko ugaritan hartzen du parte.Esaterako, proteinen unitateek —aminoazi-doek, hain zuzen— nitrogenoa behar dute haienarteko lotura peptidikoak eraikitzeko. Landa-rea hiltzen denean aminoazidoak degradatuegiten dira eta amoniako edo nitrato-ioi (NO

3–

) eran agertzen dira. Ondoren, bakterio desni-trifikatzaileek nitratoak nitrogeno molekular(N

2) bihurtzen dituzte, azken hau atmosferara

itzultzen delarik. Honela ixten da nitrogenoarenzikloa.

Uzta-bilketak, bakterio desnitrifikatzai-leek eta euriak sorturiko lur-garbiketak, fin-katuriko nitrogeno-galera sorterazten dute.Galdutako nitrogeno hori eman edo hobetoesanda itzuli egin behar zaio lurrari, hurrengouztako landareek garatzeko beharrezkoak di-tuzten proteinak sintetiza ditzaten nahi izanezgero.

Nitrogenoaren finkapena ez da Rhizo-bium jeneroan soilik gertatzen. Beste adibidebatzuk ere baditugu: Frankia alni aktino-mizeteak —onddo bat— beste horrenbesteegiten du haltzarekin, sinbiosi–harremanetan.Hortaz, basoetan kultibo txandakatzea egindaiteke Douglas izeia eta makalarekin. Bestealdetik bakterio batzuk nitrogenoa bakarrikfinkatzen dute, hau da, landareekin sinbiosianegon gabe.

Rhizobium generoko bakterioak sustrai-ileak infektatzen

Ikerketak burutzen ari dira Azo-tobacter vinelandii artoaren sustraieiatxekitzeko asmoz. Gainera, injinerutzagenetikoa erabiliz gene batzuk pasaraziziren Rhizobiumetatik A. vinelandiitara.Horrela azken mikroorganismoa hirus-taren sustraietara tinko atxekitzen zen.Teknika genetiko bera erabiliz A. vine-landii artoaren sustraiei atxekitzea lortunahi da, baina elkartze hori Estatu Ba-tuetan hazten den artoarekin ezinezkoada, oraingoz behintzat. Ikerketa aurrera-tuen helburua nitrogenoa finkatzekogeneak laboreetan sartzea litzateke. Denaden, hori oso zailtzat jotzen da. Berkeley-n dagoen Kaliforniako Unibertsitatekobiologo batzuek Pseudomonas putidabakterioa azukre-erremolatxa edo pata-tei gehituz gero landare hauen erren-dimendua handitu egiten dela aurkitudute. Mikroorganismoak, antza denez,zenbait konposatu kimiko jariatzen dueta substantzia hauek lurreko burdi-narekin konbinatzen dira. Onddo etabakterio patogenoek sorturiko burdinforma berri hau ezin dute asimilatu.Hortaz mikroorganismo patogenoek ezindiote landareari eraso.

GENETIKA MIKROBIANOANEKAZAL ARLOAN

Arazo honen muinean azido deso-xirribonukleikoa (ADN) dago. Hau baitda, izan, zelulen portaera —eta, ondo-rioz, landare, animalia edo mikrobioenportaera— gidatuko duten agindu gene-tikoak kodeturik daramatzana. ADNmolekula amaigabe hori zatitan banadaiteke —genetan—, eta zati horienmenpe daude ezaugarri espezifikoak.Organismo desberdinetatikako ADN-zatiak era artifizialean konbinatuta

sortzen den produktuari ADN birkonbi-natzaile deitzen zaio.

Manipulazio genetikoetan datzaazken hamar urteotan bioteknologiakegin duen aurrerapen izugarria: mikro-bioak eta beste organismo zelulabakarbatzuk erabiltzean. Hain zuzen, horie-tatik abiatuz zenbait sendagai eta subs-tantzia baliagarri lortu eta prozesu in-dustrialei bultzada eman zaie.

Nekazal mikrobiologian besteestrategia genetikoa erabiltzen da sarri-tan: landarearen gene bat bakterioan

sartzea. Horretarako zenbait entzimaerabiliz (murriztapen-endonukleasak)mozten dugu interesatzen zaigun geneaeta gero bakteriora sartuko dugu plas-mido —kromosoma bakterianotik atdagoen ADN-zati bat— edo birus batenbidez. Honela laborategi askotan genebegetalak Escherichia colira sartu dira.Horrek ez du esan nahi bakterioak genehorri dagozkion proteinak produzitukodituenik. Mekanismo genetiko hauek ezdaude zeharo argi. Noizbait hau lortukobalitz, proteina begetalak bakterioakhartzidura-upeletan haziz erdietsikolirateke.

Mikroorganismo batetik landarebaterako gene-transferentzia, mikro-biologiak nekazaritzari laguntzeko era-biltzen duen metodorik finenetariko batda. ADN birkonbinatzailea erabiliz, genebegetalen arloa gene animaliena bainoaskoz atzeratuago dago zalantzarik gabe.Hala ere, gene arrotzak sartzeak oinarriberdinak dauzka, jatorrizko zelula ani-mal, begetal ala bakterianoa izan arren.Geneak landare-zeluletan sartzeko ere-muan zenbait ikerketa burutu dira. Esatebaterako Agrobacterium tumefaciensbakterioak landare dikotiledoneo gehie-nak infektatzen ditu. Aipaturiko mikro-bioak plasmido bat darama. Honektumoreak sorterazten ditu landare horie-tan. Zoldura-mekanismo honi koloniza-zio genetiko deritzo. Prozesu honetanplasmidoaren ADN-zati bat (ADN-T)elkartzen da zelula begetalaren ADN-arekin. Hori dela eta, plasmidoa ADNarrotza zelula begetaletan sartzekobektore (eramale) gisa erabil liteke, 4.irudian ikus dezakegunez.

Plasmidoa ADN-T-aren barrukopuntu batean ebaki eta hutsune bat uztendugu. Hori gene arrotzak beteko du.Gero ADN-T errepikatzen da zelulatumoralen zatiketa gertatzen den unean,eta ehun-kultibo batean dauzkagun ze-lula tumoralek ADN-T eramango dute.Zenbait kasutan landare osoa birsortukoda, kultibatutako zelula tumoralak abia-puntu izanik. Prozesu honen ondoriozADN-T-ek birsorturiko landarearen

Herri garatuetako adibide bat, Monsanto enpresaren negutegiak

kromosometan irauten du. Are gehiago,ADN-T barruan dagoen gene berria,hurrengo landare-balaunaldira genegainartzaile izanik pasatuko da. Guztihonen ondoriorik azpimarragarrienahonakoa litzateke: ADN-T-a barruansorturiko gene arrotzak ondorengoetaraigaro eta landare-barietate berriak lortu-ko lirateke. Koloniako Landare-Hobekuntzarako Max Planck Institutuanlan egiten duen zenbait zientzilariklehenago azaldutako guztia egiaztatu dutabako-landarea eta opina sintetasa ize-neko entzima kodetzen duen genearenkasuan.

Sussex Unibertsitateko ikerlari-talde batek beste transferentzia genetikobat ere lortu du. Oraingo honetan,Klebsiella pneumoniae bakterioan ni-trogenoaren finkapenaz arduratzen di-ren geneak, E. coliren plasmido baterasartu eta gero legami batera sartu dute.Hau oso aurrerapausu zientifiko txalo-garria da. Izan ere, legamiak eukariotoakdira eta beraz landareekin filogenetikoki(senidetasun-maila aldetik) hurbilagodaude.

Beste hirugarren ikerketa-mota batBerkeley-n dagoen KaliforniakoUnibertsitateko ikerlarien konstataziobat da, hots, marrubi-landareei izotzakhainbesterainoko kaltea egiten badie,izotz-kristalak erakarri eta finkatzendituzten bakterioak hostotan bizi dire-lako dela. Fenomeno hori mikrobio

horien proteina baten eragina da etakaliforniar biologoek horren sortzaileden genea kendu ahal izan dute, eta horriesker, marrubi-landareak bakterio anti-izotz horrekin trataturik, eta berez ugal-duko den esperantzan, izotzaren kaltehandiak, bukarazi egingo dituztela es-pero dute, epe baten barruan.

Beste gauza batean ere baduteinjineru genetikoek esperantzarik; ale-gia, ingurua kutsatu ohi duten intsek-tizida kimikoen ordez erabili ahal izan-go liratekeen intsektizida biologikoak(hots, ingurua kutsatzeke parasitoakakabatuko lituzketenak) hobetzean.Adibidez, duela urte batzuez gero espe-zie kaltegarriak akabatzeko erabiltzenden Bacillus thuringiensis baziloaren

emaitzak hobetzea lortzen ari dira ADNbirkonbinatzailearen teknikei esker.Aipagarria da Ingalaterrako iparraldekopinuak jotzen dituen harraren kasua.Beste eskualde batzuetan beldar parasi-toen ugalmena berez kontrolatua dagoharrak infektatzen dituen bakuolo–birusbati esker. Orain birus hori kultibatuegiten da pinuditan zabaltzeko eta bereeragin suntsitzailea indartzeko asmoz.Oraingoz esperimentuak aldatu gabekobirus batekin egiten dira, baina gene-koderik gabeko ADNaren zati bateanbirusak marka bat daramala, horrela berehedapena edo erresistentzia in situ aztertuahal izateko. Dena ondo joanez gero,birusari toxina intsektizida bat sin-tetizatzeko gai egingo duen gene battxertatuko zaio. Teknika hauek beste

Iraultza berdea

Garia, arroza, artoa

Ez dago

Garapidean diren herrietakozenbait (ureztatze-sareak,kalitate oneko lurrak, garraio--erabilgarritasuna)

Nagusiki, sektore pribatuakpubliko edo erdipublikoak

Nagusiki, garrantzi txikiaduten barietateen babespenaeta patenteak

Txikia

Landare-hautespen tradizionalaeta nekazal zientzia paraleloak

Ez dago (ohizko barietateenhozi-plasmaren baliabideakizan ezik)

Ezaugarriak

Eragindako laborantzak

Gainerako produktuak

Eragindako zonaldeak

Teknologiaren garapena

Jabetza

Ikerketaren Finantz kostua

Ikerketarako gaitasuna

Laborantza baztertuak

Bioiraultza

Potentzialki guztiak:barazkiak, fruituak, olio--palmondoak, kakaoa etaespezie aromatikoak

Animali eta farmazi produktuak, eli-kagai industrialak, energia

Guztiak, lur marginalak barne(lehorte, gazitasun eta alumi-niozko kutsadura ezaugarridutenak)

Nagusiki, sektore pribatuak(enpresa multinazionalaketa berriak)

Prozedura eta produktu paten-tagarri eta babesgarriak

Handia

Biologia zelular eta moleku-larreko espezializazioa, lan-dareen hautespenerako gaita-sun orokor handiagoa

Ez dago

herrialdeetan ere intsektu kaltegarrienaurka burrukatzeko bide zabalak urra-tzen dituztela ez dago esan beharrik.

B I O T E K N O L O G I A R E NAURRERAPENAK

Bioteknologiak nekazal arloanIraultza Berdearekiko izan duen aurre-rapausoa ezagutzeko, ondoko taulan bienarteko diferentziak ikusiko ditugu:

NEKAZAL MIKROBIOLO-GIARI BURUZKO IKER-KETA-ERAKUNDEAK

Zientzilari gehienen ahotan da-bilen esaera, eremu honetan ere iker-ketarako diru-laguntzak oso urriak dire-la da. Dakusagun, bada, kexa hauekarrazoizkoak diren ala ez.

EEBBtako kasuari dagokionez,1982.ean Reagan-en gobernuak Neka-

Iturria: Céres, FAO/Buttel et al.

zal Sailari 691 milioi dolar eman zizkionikerketarako. Hau urte hartan oinarrizkoikerketa eta aplikatuarentzako presu-puestoaren % 5,3 zen. Alabaina, diru-kopuru horretatik zati txiki bat soilikheldu zen nekazal mikrobiologiarenarloraino. Adibide gisa Nitrogeno-finkapenari buruzko oinarrizkoikerketan, landare-hobekuntzarakomekanismo genetikoak, ingurugirokopresio-egoerak, landare-hazkuntza etagiza elikadurarako beharrizanetakooinarrizko ikerketan 26 milioi dolarbesterik ez ziren gastatu. Bestalde,mikrobiologi arloak 4,6 milioi jaso zuen.Hauek, begi bistakoa denez, oso ziframurritzak dira eta herri aurreratueneangertatzen da. Beraz Hirugarren Mun-duan egoera askoz ere kezkagarriagoadela aise susma daiteke eta ezin duguahaztu herri pobre hauetan nekazaritza-ren arloko beharrak izugarri handiak

falta izugarria dute. Zalantzarik gabe,lurralde eta nazioarteko lankidetza bideegokienetarikoa da, arlo honetan, he-rrialde pobreetara aldatzeko eta haueiegindako promesak betetzeko. Baitaarazo honek planteiatzen dituen pro-blemak konpontzeko ere. Aipaturikolankidetza hau, aldebiko akordioen bi-tartez bideratzen da, sektore pribatukoenpresa eta erakundeen artean. UNES-CO barruan, esaterako, gai hauetaz ar-duratzen diren erakunde eta bilkurakondokoak dira:

UNESCO

ERAKUNDEA

1.- MIRCEN: Microbiological Reso-urces Centers (Baliabide mikro-bianoetarako zentruak). Mundu-mailako sarea da.

NUTARREKIKO LANKIDE-TZA: Hurrengo erakundeen arte-koa da:FAO: Elikadura-NekazaritzarakoErakundea.UNDP: Nazio Batuen Garapenera-ko Programa.UNEP: Nazio Batuen Ingurune-Programa.UNIDO: Nazio Batuen GarapenIndustrialerako Erakundea.ICRO: Zelulei buruzko Ikerketa-rako Erakunde Internazionala. HauMikrobiologia eta Bioteknologiariburuzko Lan-Taldea da.IFS: Nazioarteko Zientzi Fun-dazioa.IOBB: Bioteknologia eta Bioin-jinerutzarako Erakunde Interna-zionala.IUMS: Nazioarteko MikrobiologiElkarteen Batasuna.

direnik, gosetearen mamua etengabekiaurrera doanez gero.

Hurrengo taulan bioteknologoenkopuruak konpara daitezke:

BIOTEKNOLOGOAK (1983. urtean)EEBB: 23.000SESB: 12.000Japonia: 8.000Asia (Japonia ezik): 3.400Amerika (EEBB ezik): 1.900Afrika osoa: 400

Nabaria denez, garapidean direnherrialdeek aditu eta bioteknologoen

Helburua: zepa mikrobianoen bilketa,ardura eta erabilpena, nazioen garapenaeta nazioarteko lankidetzari begira.

BIDEAK

2.- GIAM: Mikrobiologia aplikatuakmundu-mailan dituen ondorioei bu-ruzko bilkura zientifikoak.

Helburua: Herrialde industrialduen etagarapidean direnen arteko lankidetzasustatzea, tokian tokiko ikerketa eta pres-takuntza bultzatzea.

3.- NAZIO BATUEN ORGANISMOETA ERAKUNDE EZ-GOBER-

WFCC: Kultibo BildumetarakoMundu-Federazioa.

4.– ESKUALDE-MAILAKO ERA-KUNDEEKIKO LANKIDETZA:ALAR: Latinamerikako Rizobio-logi ElkarteaAABNF: Nitrogeno-Finkapen Bio-logikorako Elkarte AfrikarraABEGS: Estatuen Hezkuntz Bu-lego ArabiarraCEC: Europako Elkarteen Batzor-deaSANEM: Asia-Hegoekialdeko Mi-krobiologi Sarea.

"Kuala-Lumpur (Malaysia) hirikolaborategi honetan, bioteknologomalaysiar batzuk, kalitate hobeko

olio-palmondoak erdiestekoprograma baten barne, in vitro

hazkuntzaz arduratzen dira"