Kartoshka nafaqat odamlar uchun oziq-ovqat uglevodlari manbai, balki ko'plab sanoat maqsadlarida foydalanish uchun kraxmal manbai hamdir. Texaslik A&M AgriLife olimlari kartoshka tarkibidagi ikkita kraxmal molekulasi - amiloza va amilopektin nisbatini qanday o‘zgartirishni o‘rganmoqdalar.
Masalan, amilopektin miqdori yuqori bo'lgan mumsimon kartoshka bioplastika, oziq-ovqat qo'shimchalari, yopishtiruvchi moddalar va spirt ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
Yaqinda Xalqaro Molekulyar fanlar va O'simlik hujayralari, to'qimalari va organlar madaniyati jurnalida chop etilgan ikkita maqola CRISPR texnologiyasi kartoshkadan foydalanishni qanday yaxshilashi mumkinligini o'rganadi.
Ikkala maqolada Texas A&M O'simliklar genomikasi va biotexnologiya instituti va Tuproqlar bo'limining AgriLife zavodi biotexnologi, Ph.D. Kirti Rathor laboratoriyasida aspirant bo'lgan Ph.D. Stefani Toinga tomonidan bajarilgan ishlar kiradi. Shuningdek, ikkala maqolaning hammuallifi Isabelle Weils, PhD, AgriLife Research kompaniyasining Texas bogʻdorchilik fanlari boʻlimida kartoshka yetishtiruvchisi edi.
"Ushbu ikki tadqiqotdan olgan ma'lumotlarimiz va bilimlarimiz ushbu juda muhim ekinga boshqa kerakli xususiyatlarni kiritishimizga yordam beradi", dedi Rathor.
Kartoshka faktlari
Kartoshka 160 dan ortiq mamlakatlarda 40,8 million gektar maydonda yetishtiriladi va bir milliarddan ortiq odamning asosiy oziq-ovqatidir.
Rathorning ta'kidlashicha, o'rta kattalikdagi kartoshkada 160 kaloriya bor, asosan kraxmaldan olinadi, shuning uchun ildiz mevalari butun dunyodagi ko'plab odamlar uchun muhim energiya manbai hisoblanadi. Kartoshkada boshqa muhim oziq moddalar, jumladan vitaminlar va minerallar ham mavjud.
Kraxmal ham parhez, ham sanoatda foydalanish uchun muhim ahamiyatga ega.
Kartoshka ildizidagi kraxmal miqdori kartoshkadan foydalanishni aniqlashda asosiy omil hisoblanadi.
Uelsning ta'kidlashicha, yuqori kraxmalli kartoshka ko'pincha kartoshka fri, chips va quritilgan kartoshka kabi qayta ishlangan ovqatlarni tayyorlash uchun ishlatiladi.
Past va o'rta kraxmalli kartoshka ko'pincha yangi yoki stol kartoshkasi sifatida ishlatiladi, deydi u. Ildizlarni yangi iste'mol qilish uchun qo'shimcha muhim omillar ildizning tashqi ko'rinishi, shu jumladan terining tuzilishi, terining rangi, go'shti rangi va ildiz shaklidir. Yaqinda har xil shakldagi kartoshkaning maxsus navlari paydo bo'ldi, masalan, chaqaloq; qizil, binafsha yoki sariq rangli teri va go'shtli go'shtlar tayyorlash qulayligi va ozuqaviy qiymatining oshishi tufayli mashhur bo'lib bormoqda.
Bundan tashqari, yoqilg'i yoki spirtli ichimliklar uchun kartoshka kraxmalidan etanol ishlab chiqarilishi mumkin; biologik parchalanadigan plastmassa o'rnini bosuvchi; yoki farmatsevtika, toʻqimachilik, yogʻoch va qogʻoz sanoati va xalq xoʻjaligining boshqa tarmoqlari uchun yopishtiruvchi moddalar, bogʻlovchilar, teksturalashtiruvchi moddalar va plomba moddalari.
Sanoatda foydalanish uchun kartoshka tarkibidagi kraxmal miqdori va turini hisobga olish muhimdir.
Toinga, yuqori amilopektinli kraxmallarning o'ziga xos funktsional xususiyatlari tufayli oziq-ovqat va boshqa sanoat maqsadlarida foydalanish maqsadga muvofiq deb hisoblaydi. Misol uchun, bunday kraxmallar oziq-ovqat mahsulotlarida stabilizator va quyuqlashtiruvchi sifatida va salat kiyinish uchun emulsifikator sifatida foydalanish uchun afzal qilingan shakldir. Muzlatish-eritish barqarorligi tufayli amilopektin kraxmal muzlatilgan ovqatlarda ishlatiladi. Bundan tashqari, amilopektin kraxmaliga boy kartoshka boshqa kraxmalli kartoshkaga qaraganda ko'proq etanol ishlab chiqaradi.
Tanlangan kraxmal bilan kartoshka etishtirishning afzalliklari
Toinganing aytishicha, kraxmal bilan modifikatsiyalangan kartoshka navlarini ishlab chiqish yangi imkoniyatlarni ochishi mumkin. Amilopektinda yuqori va amilozada past bo'lgan kartoshka, masalan, u Xalqaro molekulyar fanlar jurnalida tasvirlangan gen tahrirlangan Yukon Gold, an'anaviy foydalanishdan tashqari sanoatda ham qo'llaniladi.
Aksincha, amiloza darajasi yuqori va amilopektin darajasi past bo'lgan kartoshka inson iste'moli uchun maqbul bo'ladi, dedi Uels. Amiloza tola kabi ishlaydi va glyukozani amilopektin kabi osonlikcha chiqarmaydi, natijada glisemik indeks pasayadi va diabet bilan og'rigan odamlar uchun kartoshka yanada mazali bo'ladi.
CRISPR/Cas9 yangi imkoniyatlar yaratadi
CRISPR/Cas9 texnologiyasi selektsionerlar uchun mavjud asboblar qutisini kengaytirdi va kerakli xususiyatlarni mashhur tijoriy ekin navlariga kiritishning to'g'ridan-to'g'ri va tezroq vositalarini taqdim etadi, deydi Vayls. An'anaviy naslchilik 10-15 yil davom etishi mumkin bo'lgan uzoq jarayondir.
Bundan tashqari, kartoshka genomining murakkab tabiati tufayli kerakli belgilar to'plamiga ega yangi navlarni yaratish an'anaviy naslchilik uchun qiyin, deydi u. Molekulyar texnologiyalar selektsiya samaradorligini oshirdi va CRISPR/Cas9 texnologiyasidan foydalangan holda genlarni tahrirlash murakkablikning yana bir qatlamini qo'shadi.
Yaxshilangan nav Yukon Gold
Birinchi tadqiqotda baholangan turli xil kartoshka navlari orasida Yukon Gold eng yaxshi qayta tiklangan, shuning uchun u ikkinchi tadqiqotda ishlatilgan. Natijada amilopektin ko'p bo'lgan va kraxmalda amiloza kam bo'lgan kartoshka paydo bo'ldi.
Toinga shunday dedi: "O'chirilgan o'simliklardan biri T2-7 normal o'sish va hosildorlik xususiyatlarini ko'rsatdi, ammo amilozadan butunlay mahrum edi".
Tuber kraxmal, T2-7, qog'oz va to'qimachilik sanoatida yopishtiruvchi / bog'lovchi, bioplastik va etanol ishlab chiqarish sifatida sanoat qo'llanilishiga ega. Ushbu eksperimental namunaning tuber kraxmallari muzlatish va muzdan tushirishga kimyoviy o'zgartirishlarsiz qarshilik ko'rsatishi tufayli muzlatilgan oziq-ovqat mahsulotlarini ishlab chiqarishda ham foydali bo'lishi kerak. Kraxmalning yagona shakli sifatida amilopektinli kartoshka sanoatda foydalanish yoki alkogolli ichimliklar yaratish uchun ko'proq etanol berishi kerak.
Ushbu tadqiqotlarning navbatdagi bosqichi sifatida T2-7 qo'shilishi o'z-o'zidan changlanadi va transgen elementlarni yo'q qilish uchun Yukon Gold donor shtammi va boshqa kartoshka klonlari bilan kesishgan.