Կարտոֆիլը ոչ միայն սննդային ածխաջրերի աղբյուր է մարդկանց համար, այլ նաև օսլայի աղբյուր բազմաթիվ արդյունաբերական օգտագործման համար: A&M AgriLife Տեխասի գիտնականներն ուսումնասիրում են, թե ինչպես փոխել կարտոֆիլի երկու օսլայի մոլեկուլների՝ ամիլոզայի և ամիլոպեկտինի հարաբերակցությունը, որպեսզի մեծացնեն բերքի խոհարարական և արդյունաբերական օգտագործումը:
Օրինակ՝ ամիլոպեկտինի բարձր պարունակությամբ մոմապատ կարտոֆիլն օգտագործվում է բիոպլաստիկայի, սննդային հավելումների, սոսինձների և ալկոհոլի արտադրության մեջ։
Մոլեկուլային գիտությունների միջազգային ամսագրում և բույսերի բջիջների, հյուսվածքների և օրգանների մշակույթում վերջերս հրապարակված երկու հոդվածներ ուսումնասիրում են, թե ինչպես CRISPR տեխնոլոգիան կարող է բարելավել կարտոֆիլի օգտագործումը:
Երկու աշխատություններն էլ ներառում են Ստեֆանի Տոյինգայի, բ.գ.թ.-ի աշխատանքը, ով եղել է Տեխասի A&M բույսերի գենոմիկայի և կենսատեխնոլոգիայի ինստիտուտի և հողերի դեպարտամենտի Կիրտի Ռաթորի լաբորատորիայի ասպիրանտ, բ.գ.թ., AgriLife բույսերի կենսատեխնոլոգիայի լաբորատորիայում: Նաև երկու աշխատությունների համահեղինակ էր Իզաբել Վեյլսը, բ.գ.թ., Տեխասի Այգեգործական գիտությունների դեպարտամենտի AgriLife Research-ի կարտոֆիլի բուծողը:
«Այդ տեղեկատվությունը և գիտելիքները, որոնք մենք ձեռք ենք բերել այս երկու ուսումնասիրություններից, կօգնեն մեզ ներմուծել այլ ցանկալի հատկություններ այս շատ կարևոր բերքի մեջ», - ասաց Ռաթորը:
Կարտոֆիլի փաստեր
Կարտոֆիլն աճեցվում է ավելի քան 160 երկրներում 40,8 միլիոն ակր տարածքի վրա և հանդիսանում է ավելի քան մեկ միլիարդ մարդու հիմնական սնունդը:
Միջին չափի կարտոֆիլը պարունակում է մոտ 160 կալորիա, որը հիմնականում ստացվում է օսլայից, ասում է Ռաթորը, այդ իսկ պատճառով պալարները էներգիայի կարևոր աղբյուր են ամբողջ աշխարհում շատ մարդկանց համար: Կարտոֆիլը պարունակում է նաև այլ կարևոր սննդանյութեր, այդ թվում՝ վիտամիններ և հանքանյութեր:
Օսլան առանցքային նշանակություն ունի ինչպես դիետիկ, այնպես էլ արդյունաբերական օգտագործման համար:
Կարտոֆիլի պալարներում օսլայի քանակությունը կարտոֆիլի օգտագործման հիմնական գործոնն է:
Օսլայի բարձր պարունակությամբ կարտոֆիլը հաճախ օգտագործվում է վերամշակված մթերքներ պատրաստելու համար, ինչպիսիք են կարտոֆիլը, չիփսը և չորացրած կարտոֆիլը, ասում է Ուելսը:
Նա ասում է, որ ցածր և միջին օսլայի կարտոֆիլը հաճախ օգտագործվում է թարմ կամ որպես սեղանի կարտոֆիլ: Պալարների թարմ օգտագործման համար լրացուցիչ կարևոր գործոններ են պալարների տեսքը, ներառյալ մաշկի հյուսվածքը, մաշկի գույնը, մարմնի գույնը և պալարների ձևը: Վերջերս ի հայտ են եկել տարբեր ձևերի կարտոֆիլի հատուկ տեսակներ, օրինակ՝ մանկական; կարմիր, մանուշակագույն կամ դեղին մաշկով և մարմնով դառնում են հանրաճանաչ՝ պատրաստման հեշտության և սննդային արժեքի ավելացման պատճառով:
Բացի այդ, էթանոլը կարելի է արտադրել կարտոֆիլի օսլայից վառելիքի կամ ալկոհոլային խմիչքների համար. կենսաքայքայվող պլաստիկ փոխարինող; կամ սոսինձներ, կապող նյութեր, հյուսվածքային նյութեր և լցոնիչներ դեղագործության, տեքստիլ, փայտի և թղթի արդյունաբերության և տնտեսության այլ ոլորտների համար:
Արդյունաբերական կիրառությունների համար կարևոր է հաշվի առնել կարտոֆիլի օսլայի քանակն ու տեսակը:
Toinga-ն կարծում է, որ բարձր ամիլոպեկտինային օսլաները ցանկալի են սննդի և այլ արդյունաբերական օգտագործման համար՝ շնորհիվ իրենց յուրահատուկ ֆունկցիոնալ հատկությունների: Օրինակ, նման օսլաները նախընտրելի ձևն են սննդի մեջ որպես կայունացուցիչ և խտացուցիչ, ինչպես նաև աղցանների սոուսներում որպես էմուլգատոր օգտագործելու համար: Սառեցման և հալման կայունության պատճառով ամիլոպեկտինի օսլան օգտագործվում է սառեցված մթերքներում: Բացի այդ, ամիլոպեկտինի օսլայով հարուստ կարտոֆիլն արտադրում է էթանոլի ավելի բարձր մակարդակ՝ համեմատած այլ օսլայով կարտոֆիլի հետ:
Ընտրված օսլայով կարտոֆիլի բուծման առավելությունները
Toinga-ն ասում է, որ օսլայով ձևափոխված կարտոֆիլի սորտերի զարգացումը կարող է նոր հնարավորություններ բացել: Կարտոֆիլները, որոնք հարուստ են ամիլոպեկտինով և ցածր ամիլոզով, ինչպիսին է գեներով խմբագրված Yukon Gold-ը, որը նա նկարագրել է Միջազգային մոլեկուլյար գիտությունների ամսագրում, ունեն արդյունաբերական կիրառություն՝ իրենց ավանդական կիրառությունից դուրս:
Ի հակադրություն, ամիլոզայի բարձր մակարդակով և ցածր ամիլոպեկտինով կարտոֆիլը ցանկալի կլիներ մարդկանց սպառման համար, ասաց Ուելսը: Ամիլոզը գործում է մանրաթելի պես և գլյուկոզա չի արտազատում այնքան հեշտությամբ, որքան ամիլոպեկտինը, ինչի արդյունքում ցածր գլիկեմիկ ինդեքսը և կարտոֆիլն ավելի համեղ է դարձնում շաքարախտով հիվանդ մարդկանց համար:
CRISPR/Cas9-ը նոր հնարավորություններ է ստեղծում
CRISPR/Cas9 տեխնոլոգիան ընդլայնել է բուծողների համար հասանելի գործիքների տուփը և տրամադրում է ավելի անմիջական և արագ միջոց՝ ցանկալի հատկությունները հայտնի կոմերցիոն մշակաբույսերի սորտերի մեջ ներառելու համար, նշում է Վեյլսը: Ավանդական բուծումը երկար գործընթաց է, որը կարող է տևել 10-15 տարի:
Բացի այդ, կարտոֆիլի գենոմի բարդ բնույթի պատճառով, ցանկալի հատկանիշներով նոր սորտեր ստեղծելը մարտահրավեր է սովորական բուծման համար, ասաց նա: Մոլեկուլային տեխնոլոգիաները մեծացրել են ընտրության արդյունավետությունը, և CRISPR/Cas9 տեխնոլոգիայի օգտագործմամբ գեների խմբագրումը բարդության ևս մեկ շերտ է ավելացնում:
Բարելավված բազմազանություն Yukon Gold
Առաջին ուսումնասիրության ժամանակ գնահատված կարտոֆիլի տարբեր տեսակների մեջ Յուկոն Գոլդը վերականգնեց լավագույնը, ուստի այն օգտագործվեց երկրորդ հետազոտության ժամանակ: Արդյունքում ստացվեց ամիլոպեկտինի բարձր պարունակությամբ կարտոֆիլ, իսկ օսլայում ամիլոզայի ցածր պարունակությամբ:
«Թակած բույսերից մեկը՝ T2-7-ը, ցույց տվեց նորմալ աճ և բերքատվություն, բայց ամբողջովին զուրկ էր ամիլոզից», - ասաց Թոինգան:
Պալարային օսլա, T2-7, ունի արդյունաբերական կիրառություն թղթի և տեքստիլ արդյունաբերության մեջ՝ որպես սոսինձ/կապող, կենսապլաստիկ և էթանոլի արտադրություն: Այս փորձնական նմուշի պալարային օսլան, առանց քիմիական փոփոխությունների անհրաժեշտության սառեցման և հալման դիմադրության շնորհիվ, պետք է օգտակար լինի նաև սառեցված մթերքների արտադրության մեջ: Կարտոֆիլը, որն ունի ամիլոպեկտին, որպես օսլայի միակ ձև, նույնպես պետք է ավելի շատ էթանոլ բերի արդյունաբերական օգտագործման կամ ալկոհոլային խմիչքներ ստեղծելու համար:
Որպես այս ուսումնասիրությունների հաջորդ քայլ, միացում T2-7-ը ինքնափոշոտվեց և խաչվեց Yukon Gold-ի դոնորական շտամի և կարտոֆիլի այլ կլոնների հետ՝ տրանսգենիկ տարրերը վերացնելու համար: