D'Kartoffel ass net nëmmen eng Quell vu Kuelenhydrater Diät fir Mënschen, awer och eng Quell vu Stärke fir vill industriell Gebrauch. A&M AgriLife Texas Wëssenschaftler studéieren wéi d'Verhältnis vun zwee Stärkemoleküle a Gromperen änneren - Amylose an Amylopectin - fir d'kulinaresch an industriell Notzung vun der Erntegung ze erhéijen.
Zum Beispill, waxy Gromperen mat engem héijen Amylopectin Inhalt ginn an der Produktioun vu Bioplastik, Liewensmëtteladditive, Klebstoff an Alkohol benotzt.
Zwee Pabeieren, déi viru kuerzem am International Journal of Molecular Sciences a Plant Cell, Tissue and Organ Culture publizéiert goufen, erfuerschen wéi d'CRISPR Technologie d'Kartoffelnutzung verbesseren kann.
Béid Pabeieren enthalen d'Aarbecht gemaach vum Stephanie Toinga, Ph.D., deen e Graduéierter Student am Laboratoire vum Kirti Rathor, Ph.D., AgriLife Plant Biotechnologist am Texas A&M Plant Genomics and Biotechnology Institute an dem Department of Soils war. Och Co-Auteur vun deenen zwee Pabeieren war d'Isabelle Weils, Ph.D., Kartoffelziichter bei AgriLife Research am Texas A&M Department of Horticultural Science.
"D'Informatioun an d'Wëssen, déi mir aus dësen zwou Studien gewonnen hunn, hëllefen eis aner wënschenswäert Charakteristiken an dës ganz wichteg Erntegung aféieren", sot de Rathor.
Potato Fakten
D'Kartoffel gëtt an iwwer 160 Länner op 40,8 Milliounen Hektar ugebaut an ass d'Haaptnahrung fir iwwer eng Milliard Leit.
Eng mëttelgrouss Kartoffel enthält ongeféier 160 Kalorien, meeschtens aus Stärke ofgeleet, seet de Rathor, dofir sinn d'Knollen eng wichteg Energiequell fir vill Leit ronderëm d'Welt. Kartoffel enthalen och aner wesentlech Nährstoffer, dorënner Vitamine a Mineralstoffer.
Stärke ass vu Schlësselwichtegkeet fir Diät an industriell Notzung.
D'Quantitéit u Stärke an de Kartoffelknollen ass den Haaptfaktor fir d'Benotzung vu Gromperen ze bestëmmen.
Héich Stärke Kartoffel ginn dacks benotzt fir veraarbechte Liewensmëttel wéi Fritten, Chips a gedréchent Gromperen ze maachen, seet Wales.
Niddereg- a mëttelstärke Grompere ginn dacks frësch oder als Dëschgromperen benotzt, seet si. Fir frësche Konsum vu Knollen, zousätzlech wichteg Faktoren sinn d'Erscheinung vum Knollen, dorënner Hauttextur, Hautfaarf, Fleeschfaarf a Knollenform. Viru kuerzem sinn speziell Varietéiten vu Kartoffel vu verschiddene Formen erschéngen, wéi Baby; mat roude, purpurroude oder gieler Haut a Fleesch ginn populär wéinst hirer Einfachheet vun der Virbereedung a verstäerkter Ernärungswäert.
Zousätzlech kann Ethanol aus Kartoffelstärke fir Brennstoff oder alkoholescht Gedrénks produzéiert ginn; biodegradable Plastik Ersatz; oder Klebstoff, Bindemëttel, Texturéierungsmëttelen a Filler fir d'pharmazeutesch, Textil-, Holz- a Pabeierindustrie an aner Secteuren vun der Wirtschaft.
Fir industriell Uwendungen ass et wichteg d'Quantitéit an d'Aart vu Stärke a Gromperen ze berücksichtegen.
Toinga mengt datt héich Amylopectin Stärke wënschenswäert sinn fir Liewensmëttel an aner industriell Uwendungen wéinst hiren eenzegaartege funktionnelle Eegeschaften. Zum Beispill sinn esou Stärke déi bevorzugt Form fir ze benotzen als Stabilisator an Verdickung a Liewensmëttel an als Emulgator an Zalotdressing. Wéinst senger Gefriess-Thaw Stabilitéit gëtt Amylopectinstärke a gefruerene Liewensmëttel benotzt. Zousätzlech produzéiere Gromperen reich an Amylopectinstärke méi héich Ethanolniveauen am Verglach mat Gromperen mat anere Stärken.
Virdeeler vun der Kartoffelzucht mat ausgewielte Stärke
Den Toinga seet datt d'Entwécklung vu Stärkemodifizéiert Kartoffelzorten nei Méiglechkeeten opmaache kéint. Gromperen déi amylopectin héich sinn an amylose niddereg sinn, sou wéi d'gen-editéiert Yukon Gold, déi se am International Journal of Molecular Sciences beschriwwen huet, hunn industriell Notzungen iwwer hir traditionell Notzung.
Am Géigesaz, Grompere mat héijen Amyloseniveauen a nidderegen Amylopektin wieren wënschenswäert fir de mënschleche Konsum, sot Wales. Amylose wierkt wéi Faser a verëffentlecht Glukos net sou einfach wéi Amylopectin, wat zu engem nidderegen glycemesche Index resultéiert an d'Kartoffelen méi schmaacht fir Leit mat Diabetis.
CRISPR/Cas9 schaaft nei Méiglechkeeten
D'CRISPR/Cas9 Technologie huet d'Toolbox fir Ziichter erweidert a bitt e méi direkten a méi séier Mëttel fir gewënschte Charakteren a populär kommerziell Erntesorten z'integréieren, bemierkt Weils. Traditionell Zucht ass e laange Prozess deen 10-15 Joer daueren kann.
Zousätzlech, wéinst der komplexer Natur vum Kartoffelgenom, nei Varietéiten ze kreéieren mat de richtege Set vu gewënschten Eegeschafte ass eng Erausfuerderung fir konventionell Zucht, seet si. Molekulare Technologien hunn d'Effizienz vun der Selektioun erhéicht, an d'Geneditioun mat CRISPR / Cas9 Technologie füügt eng aner Schicht vu Komplexitéit bäi.
Verbesserte Varietéit Yukon Gold
Ënnert de verschiddene Kartoffelzorten, déi an der éischter Etude evaluéiert goufen, huet Yukon Gold déi bescht regeneréiert, sou datt et an der zweeter Etude benotzt gouf. D'Resultat war eng Kartoffel mat engem héije Inhalt vun Amylopectin an engem nidderegen Inhalt vun Amylose an Stärke.
"Ee vun den ausgeschloene Planzen, T2-7, huet normale Wuesstum an Ausbezuelungseigenschaften gewisen, awer war komplett ouni Amylose", sot Toinga.
Tuberstärke, T2-7, huet industriell Uwendungen an der Pabeier- an Textilindustrie als Klebstoff / Binder, Bioplastik an Ethanolproduktioun. D'Knollenstärke vun dëser experimenteller Probe, wéinst senger Resistenz géint d'Gefrierung an d'Verdauung ouni d'Bedierfnes vu chemesche Modifikatioune, sollt och an der Produktioun vu gefruerenen Liewensmëttel nëtzlech sinn. Gromperen mat Amylopectin als eenzeg Form vu Stärke sollen och méi Ethanol fir industriell Notzung produzéieren oder fir alkoholescht Gedrénks ze kreéieren.
Als nächste Schrëtt an dëse Studien, Bäitrëtt T2-7 war Self-pollinated a gekräizt mat engem Donor Stamm vun Yukon Gold an aner Gromper clones transgenic Elementer eliminéiert.