Jadalna Bawełna

Naukowcy z Texas A&M University selektywnie zmniejszyli poziom toksycznych substancji chemicznych w bawełnie, dzięki czemu nasiona stają się jadalne i potencjalnie przekształcają bawełnę w ważne nowe źródło pożywienia.

Aby nasiona bawełny stały się jadalne, naukowcy zmniejszyli poziom toksycznego gossypolu (czarne plamy na górnym zdjęciu) za pomocą nowej techniki wyciszania genów.

Badacze kierowani przez Keerti Rathore , profesor nadzwyczajny w uniwersyteckim Instytucie Genomiki Roślin i Biotechnologii, zastosował nową technikę wyciszania genów, zwaną interferencją RNA (RNAi), w celu wyeliminowania toksyny. Biolodzy mogą wyciszyć określony gen roślinny, wstawiając gen, który koduje dwuniciowe RNA, którego sekwencja jest bardzo podobna do sekwencji genu będącego przedmiotem zainteresowania. Obecność dwuniciowego RNA powoduje, że komórki niszczą informacyjne RNA z docelowego genu, skutecznie go wyciszając.

W bawełnie Rathore skonstruował gen RNA, który może wyciszyć gen enzymu kluczowego dla biosyntezy gossypolu, toksycznego związku występującego w bawełnie. Rathore użył promotora specyficznego dla tkanki nasiennej w roślinach bawełnianych, aby tłumik genu nie został włączony w innych tkankach bawełnianych. Gossypol jest normalnie wytwarzany w prawie każdej tkance roślin bawełny i wydaje się, że chroni je przed insektami oraz infekcjami grzybiczymi i bakteryjnymi.

To doskonały przykład przydatności technologii wyciszania RNA do poprawy jakości upraw i zdrowia żywności poprzez usunięcie toksycznych lub niezdrowych związków, które są znacznie bardziej rozpowszechnione w roślinach spożywczych, niż większość ludzi zdaje sobie sprawę, mówi. Richard Jorgensen , profesor nauk o roślinach na Uniwersytecie Arizony. Jorgensen jako pierwszy zaobserwował ten rodzaj wyciszania genów w petuniach w 1990 roku.

Zwierzęta z wieloma żołądkami, takie jak krowy, mogą jeść nasiona bawełny, ale gossypol jest toksyną dla serca i wątroby u ludzi i innych zwierząt, w tym drobiu. Jeśli karmisz kurczaka dietą wyłącznie z nasion bawełny, w ciągu tygodnia umrze, mówi Rathore.

Na każdy funt włókna wyprodukowanego przez uprawę bawełny przypada 1,6 funta nasion. Nasiona bawełny są potencjalnie bardzo pożywne: 23 procent nasion to wysokiej jakości białko. Ale wiele z tego, co nie jest używane do ponownego sadzenia, jest wyrzucane lub przekazywane krowom. Prawdziwa wartość jadalnych nasion bawełny, mówi Rathore, jest dla wielu rolników w biednych krajach, którzy uprawiają jeden lub dwa akry rośliny na błonnik, ale nie są w stanie wykorzystać jej na żywność.

Rośliny bawełniane nie są jedynym kandydatem do tego rodzaju inżynierii genetycznej, mówi Jodi Scheffler , genetyk badawczy w jednostce badawczej Genetyki Upraw i Produkcji USDA. W rzeczywistości, mówi, to zastosowanie [RNAi] może być ważniejsze dla innych gatunków roślin uprawnych. Istnieje wiele innych gatunków, których nasiona zawierają toksyczne składniki.

Tradycyjna hodowla nie działa na eliminację toksyn, takich jak gossypol, ponieważ ich całkowite wyeliminowanie powoduje, że rośliny są podatne na uszkodzenia. W 1954 roku badacze znaleźli roślinę bawełny, która nie wytwarzała gossypolu, a na początku lat 60. skrzyżowali ją z uprawną wersją rośliny. Nasiona tej rośliny można było prażyć i jeść jak orzechy lub kruszyć i mieszać z mąką, aby uzyskać chleb wysokobiałkowy. Rolnicy zdali sobie sprawę, że rośliny są przeżuwane przez owady i nie chcieli ich hodować, mówi Rathore.

Zaletą podejścia RNAi firmy Rathore jest jego specyfika. Nasiona są prawie wolne od toksyn, ale reszta rośliny ma normalny poziom gossypolu, więc powinna być odporna. To samo dotyczy następnych dwóch pokoleń roślin wyhodowanych z nasion, mówi Rathore.

Abhaya Dandekar , profesor pomologii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis, który pracuje nad roślinami transgenicznymi, mówi, że technika wyciszania genów może być bardzo użyteczna. Jedynym problemem jest to, jak stabilne będzie to w produkcji, mówi. Warunki środowiskowe i wirusy mogą zakłócać mechanizm wyciszania genów w roślinach.

Scheffler mówi, że badacze Texas A&M stoją przed dodatkowym wyzwaniem, jakim jest wprowadzenie jadalnych roślin bawełny na farmy. Rośliny bawełny wykorzystywane do badań, takie jak rośliny Rathore, nie są tymi samymi roślinami stosowanymi w rolnictwie. Potrzebna będzie tradycyjna hodowla, aby przenieść tę cechę na gatunki bawełny rolniczej. Następnie naukowcy będą musieli przetestować powstałe rośliny pod kątem stabilności RNAi.

ukryć