Kartof insanlar üçün yalnız pəhriz karbohidratının mənbəyi deyil, həm də çoxsaylı sənaye tətbiqləri üçün nişasta mənbəyidir. A&M AgriLife Texas alimləri məhsulun kulinariya və sənaye istifadəsini artırmaq üçün kartofdakı iki nişasta molekulunun - amiloza və amilopektin nisbətinin necə dəyişdirilməsini öyrənirlər.
Məsələn, tərkibində yüksək amilopektin olan mumlu kartof bioplastika, qida əlavələri, yapışdırıcılar və spirt istehsalında istifadə olunur.
Bu yaxınlarda Beynəlxalq Molekulyar Elmlər və Bitki Hüceyrə, Toxuma və Orqan Mədəniyyəti jurnalında dərc edilmiş iki məqalə CRISPR texnologiyasının kartofdan istifadəni necə yaxşılaşdıra biləcəyini araşdırır.
Hər iki sənədə Texas A&M Bitki Genomikası və Biotexnologiya İnstitutunda və Torpaqlar Departamentində Kirti Rathor, Ph.D., AgriLife Bitki Biotexnoloqunun laboratoriyasında aspirant olan Ph.D. Stephanie Toinga tərəfindən görülən işlər daxildir. Həmçinin hər iki məqalənin həmmüəllifi, Texas A&M Bağçılıq Elmləri Departamentində AgriLife Research kartof yetişdiricisi, PhD, Isabelle Weils idi.
"Bu iki araşdırmadan əldə etdiyimiz məlumat və bilik bu çox vacib məhsula digər arzuolunan xüsusiyyətləri təqdim etməyə kömək edəcək" dedi Rathor.
Kartof Faktları
Kartof 160-dan çox ölkədə 40,8 milyon hektar sahədə becərilir və bir milyarddan çox insanın əsas qidasıdır.
Orta ölçülü bir kartofda təxminən 160 kalori var, əsasən nişastadan əldə edilir, Rathor deyir ki, kök yumruları dünyanın bir çox insanı üçün vacib enerji mənbəyidir. Kartofda vitaminlər və minerallar da daxil olmaqla digər vacib qida maddələri də var.
Nişasta həm pəhriz, həm də sənaye istifadəsi üçün əsas əhəmiyyət kəsb edir.
Kartof köklərindəki nişastanın miqdarı kartofdan istifadəni təyin edən əsas amildir.
Uels deyir ki, yüksək nişastalı kartof tez-tez kartof, çips və qurudulmuş kartof kimi emal edilmiş qidalar hazırlamaq üçün istifadə olunur.
O deyir ki, az və orta nişastalı kartof tez-tez təzə və ya süfrə kartofu kimi istifadə olunur. Kök yumrularının təzə istehlakı üçün əlavə vacib amillər kök yumrularının görünüşü, o cümlədən dəri toxuması, dəri rəngi, ət rəngi və kök yumru formasıdır. Son zamanlarda müxtəlif formalı kartofun xüsusi növləri ortaya çıxdı, məsələn, körpə; qırmızı, bənövşəyi və ya sarı dəri və ətli olanlar hazırlanma asanlığına və artan qida dəyərinə görə populyarlaşır.
Bundan əlavə, etanol yanacaq və ya spirtli içkilər üçün kartof nişastasından istehsal edilə bilər; bioloji parçalana bilən plastik əvəzedici; və ya əczaçılıq, toxuculuq, ağac və kağız sənayesi və iqtisadiyyatın digər sektorları üçün yapışdırıcılar, bağlayıcılar, teksturalaşdırıcılar və doldurucular.
Sənaye tətbiqləri üçün kartofdakı nişastanın miqdarını və növünü nəzərə almaq vacibdir.
Toinqa hesab edir ki, yüksək amilopektinli nişastalar unikal funksional xüsusiyyətlərinə görə qida və digər sənaye məqsədləri üçün arzuolunandır. Məsələn, bu cür nişastalar qidalarda stabilizator və qatılaşdırıcı və salat sarğılarında emulqator kimi istifadə üçün üstünlük verilən formadır. Dondurma-ərimə sabitliyinə görə amilopektin nişastası dondurulmuş qidalarda istifadə olunur. Bundan əlavə, amilopektin nişastası ilə zəngin olan kartof digər nişastalı kartoflarla müqayisədə daha yüksək səviyyədə etanol istehsal edir.
Seçilmiş nişasta ilə kartof yetişdirilməsinin faydaları
Toinqa deyir ki, nişasta ilə dəyişdirilmiş kartof sortlarının inkişafı yeni imkanlar aça bilər. Beynəlxalq Molekulyar Elmlər Jurnalında təsvir etdiyi gen redaktə edilmiş Yukon Qızıl kimi amilopektində yüksək və amilozda aşağı olan kartoflar ənənəvi istifadələrindən kənarda sənaye məqsədləri üçün istifadə olunur.
Əksinə, yüksək amiloza səviyyəsi və aşağı amilopektin olan kartof insan istehlakı üçün arzuolunan olardı, Uels dedi. Amiloza lif kimi fəaliyyət göstərir və qlükozanı amilopektin kimi asanlıqla buraxmır, nəticədə glisemik indeks aşağı düşür və kartofu diabetli insanlar üçün daha dadlı edir.
CRISPR/Cas9 yeni imkanlar yaradır
Weils qeyd edir ki, CRISPR/Cas9 texnologiyası seleksiyaçılar üçün mövcud alətlər qutusunu genişləndirdi və istənilən xüsusiyyətlərin populyar kommersiya bitki sortlarına daxil edilməsi üçün daha birbaşa və daha sürətli vasitələr təqdim edir. Ənənəvi yetişdirmə 10-15 il çəkə bilən uzun bir prosesdir.
Bundan əlavə, kartof genomunun mürəkkəb təbiətinə görə, lazımi əlamətlər dəstinə malik yeni sortların yaradılması adi yetişdirmə üçün problemdir, deyir. Molekulyar texnologiyalar seleksiyanın effektivliyini artırıb və CRISPR/Cas9 texnologiyasından istifadə edərək genlərin redaktəsi daha bir mürəkkəblik qatını əlavə edir.
Təkmilləşdirilmiş çeşid Yukon Gold
Birinci tədqiqatda qiymətləndirilən müxtəlif kartof sortları arasında Yukon Gold ən yaxşı şəkildə bərpa olunduğu üçün ikinci tədqiqatda istifadə edilmişdir. Nəticədə amilopektin yüksək, nişastada isə amiloza az olan kartof əldə edildi.
Toinqa dedi: "Kəsilmiş bitkilərdən biri, T2-7, normal böyümə və məhsuldarlıq xüsusiyyətləri göstərdi, lakin tamamilə amilozadan məhrum idi" dedi.
Yumru nişastası, T2-7, kağız və tekstil sənayesində yapışqan/bağlayıcı, bioplastik və etanol istehsalı kimi sənaye tətbiqlərinə malikdir. Bu eksperimental nümunənin kök yumru nişastası, kimyəvi modifikasiyalara ehtiyac olmadan donmağa və əriməyə davamlı olduğuna görə, dondurulmuş qidaların istehsalında da faydalı olmalıdır. Nişastanın yeganə forması olan amilopektinli kartof sənaye istifadəsi və ya spirtli içkilər yaratmaq üçün daha çox etanol verməlidir.
Bu tədqiqatlarda növbəti addım olaraq, T2-7 qoşulması öz-özünə tozlandı və transgen elementləri aradan qaldırmaq üçün Yukon Gold və digər kartof klonlarının donor ştammı ilə kəsişdi.