Texas A&M AgriLife-ûndersikers sykje om te learen hoe't jo de ferhâlding kinne feroarje fan 'e twa setmoalmolekulen fûn yn ierappels - amylose en amylopectin - om kulinêr en te fergrutsjen yndustrieel oanfraach.
Waxy ierappels hawwe bygelyks tapassingen yn 'e produksjelinen fan bioplastics, fiedingsadditieven, kleefstoffen en alkohol fanwegen har hege amylopectine-ynhâld.
Twa artikels dy't koartlyn publisearre binne yn it International Journal of Molecular Sciences and Plant Cell, Tissue, and Organ Culture beskriuwe hoe't CRISPR/Cas9-technology it gebrûk fan 'e grutste plantaardige gewaaks fan 'e wrâld kin befoarderje.
CRISPR/Cas9-technology hat de toolkit fan fokkers útwreide, en it fertsjintwurdiget in direktere, rappere manier om winske eigenskippen op te nimmen yn populêre kommersjele ierdappelsoarten.
Yn 'e earste stúdzje, markearre yn it artikel Plant Cell, Tissue and Organ Culture, waard in ierdappelline mei fjouwer kopyen fan gfp, in kwallengen dat in fluorescinsje-basearre fisualisaasje fan 'e aktiviteit fan it gen mooglik makket, rjochte op mutaasje mei de CRISPR / Cas9 systeem. Yn essinsje levere dit projekt in maklik te sjen eigenskip dat ûndersikers yn steat stelde om de metodyk te optimalisearjen.
Under de ferskate ierdappelkultivars dy't yn 'e earste stúdzje evaluearre binne, regenerearre de Yukon Gold-stam it bêste, en sa waard it brûkt foar de twadde stúdzje. Yn 'e twadde knockout-stúdzje, beskreaun yn' e International Journal of Molecular Sciences, waard it native gen gbss yn 'e tetraploide Yukon Gold-stam rjochte om amylose effektyf te eliminearjen. It resultaat wie in ierappel mei setmoal ryk oan amylopectin en leech yn amylose.
"De ynformaasje en kennis dy't wy krigen fan dizze twa stúdzjes sille ús helpe om oare winsklike eigenskippen yn dizze heul wichtige gewaaks yn te fieren," Keerti Rathore, Ph.D., AgriLife Research plant biotechnologist yn it Texas A&M Institute for Plant Genomics and Biotechnology en Department of Soil and Crop Sciences, sei, oanhelle troch Eurekalert.
Isabel Vales, Ph.D., in AgriLife Research-ierdappelkweker yn 'e Texas A&M Department of Horticultural Sciences, merkte op dat ierappels mei leech oant medium setmoalnivo's faak brûkt wurde foar farske of tafelbestân. Oanfoljende wichtige oerwegingen foar de farske merk omfetsje it uterlik fan knol, dy't hûdtekstuer, hûdskleur, fleiskleur en knolfoarm omfettet. Spesjale ierdappelfarianten mei ferskate foarmen, lykas fingerlings, lytsere maten, en reade, pearse, of giele hûd- en fleiskleuren, hawwe koartlyn populariteit opdien troch har maklik te koken en ferhege fiedingswearde.
"De foarm fan ierdappelknol is minder wichtich foar yndustriële doelen as foar minsklike konsumpsje. Potatoeknollen mei eksterne misfoarmingen feroarsake troch waarmte of droechte stress of oare faktoaren kinne opnij rjochte wurde op myriade gebrûk, ynklusyf iten foar hûnen en fee. Dêrnjonken kin ierappelzetmeel ethanol produsearje foar brânstof of yn dranken lykas wodka; in biodegradable ferfanging foar plestik; kleefstoffen, bindmiddelen, tekstuer aginten, en fillers foar de farmaseutyske, tekstyl, hout, en papier yndustry, en oare sektoaren. Foar yndustriële tapassingen binne de hoemannichte en it type fan zetmeel yn in ierappel wichtige oerwagings," sei Vales.
Starches heger yn amylopectin binne winsklik foar ferwurke iten
Stephany Toinga, Ph.D., in Texas A&M AgriLife Research postdoctoral assosjearre mei Vales, sei dat stivens heger yn amylopectin winsklik binne foar ferwurke iten en oare yndustriële tapassingen fanwegen har unike funksjonele eigenskippen. Sa'n setmoal, bygelyks, wurdt de foarkar foar gebrûk as stabilisator en verdikkingsmiddel yn fiedingsprodukten, en ek as emulgator yn salade dressings. Amylopectin setmoal wurdt brûkt yn beferzen fiedings fanwege syn freeze-thaw stabiliteit. Fierder produsearje ierappels heech yn amylopectine-zetmeel mear ethanol dan dy heech yn oare setmoal.
Neffens de hjirboppe neamde saakkundigen kin it ûntwikkeljen fan ierdappelsoarten mei oanpast setmoal nije mooglikheden iepenje. Ierpels mei in hege amylopectin oant amylose-ferhâlding, lykas de gene-bewurke Yukon Gold-stam, hawwe yndustriële tapassingen neist tradisjoneel gebrûk. Ierpels mei hege amylosenivo's en lege amylopectinenivo's, oan 'e oare kant, soene de foarkar wêze foar minsklike konsumpsje.
Amylose docht as glêstried en makket glukose net sa maklik frij as amylopectin, wat resulteart yn in legere glycemyske yndeks en makket ierappels akseptabeler foar diabetici.
It T2-7-knolzetmeel koe yndustriële tapassingen fine yn 'e papier- en tekstylsektoren lykas kleefstoffen / bindmiddelen, bioplastics en ethanol-yndustry. Knollensetmeel fan dizze eksperimintele stam, fanwegen syn freeze-dooistabiliteit sûnder de needsaak foar gemyske modifikaasjes, soe ek nuttich wêze moatte by it produsearjen fan beferzen fiedings. Ierpels mei amylopectin as de eksklusive foarm fan setmoal moatte ek mear ethanol opleverje foar yndustrieel gebrûk of om alkoholyske dranken te meitsjen.
As de folgjende stap foar dizze stúdzjes is de T2-7-stam sels bestowe en krúst mei de Yukon Gold-stammedonor en oare ierappelklonen om de transgene eleminten te eliminearjen.