EastCoastBioCrew #

RhizeUP: Engineering Rhizobium to Combat the Root of Nutrient Runoff #

Modern agricultural practices rely heavily on phosphate fertilizers. However, due to the tendency of phosphate to bond with minerals in the soil, most phosphate molecules exist in a form unusable to plants. These mineral phosphates are a driving force behind the nutrient pollution and runoff in waterways that leads to algal blooms. RhizeUP aims to engineer Rhizobium tropici, a nutrient-fixing soil bacteria known for its high tolerance to environmental stresses and which is a successful microsymbiont of several legumes. We are increasing phosphate solubility to increase plant uptake and to remove excess phosphate from the soil. Our goal is to introduce the PQQ + gdc genes which secrete gluconic acid that chelates mineral phosphates. Additionally, we utilized a codon-optimized pstSCAB operon, high-affinity phosphate transporter proteins, to transport phosphate into the cell. We believe these pathways will effectively modify rhizobacteria to decrease phosphate runoff and reduce the need for phosphate fertilizer.

現代の農業技術は、リン酸塩肥料に大いに依存しています。しかし、リン酸が土壌中のミネラルと結合する傾向があるため、大部分のリン酸分子は植物が利用できない形で存在しています。これらのミネラルリン酸は、水路の栄養素汚染と流出の主な原因であり、これが藻類の増殖を引き起こしています。RhizeUPは、耐環境ストレス性が高いことで知られ、いくつかのマメ科植物の成功した微小共生体であるRhizobium tropiciという栄養固定土壌細菌を開発することを目指しています。私たちはリン酸の可溶性を高めて植物の取り込みを増やし、土壌から余分なリン酸を除去します。私たちは、リン酸塩をキレートするグルコン酸を分泌するPQQ + gdc遺伝子を導入することを目指しています。さらに、リン酸を細胞内に輸送するための高親和性リン酸輸送タンパク質、コドン最適化されたpstSCABオペロンも利用しました。私たちは、これらの経路が根粘菌を効果的に改変してリン酸の流出を減少させ、リン酸肥料の必要性を低減すると信じています。

reference:

• iGEM EastCoastBioCrew Team Information
• iGEM EastCoastBioCrew Wiki