211service.com
Ätbar bomull
Forskare vid Texas A&M University har selektivt minskat nivåerna av en giftig kemikalie i bomull, vilket gör fröna ätbara och potentiellt omvandlar bomull till en viktig ny matkälla.
För att göra bomullsfrö ätbara minskade forskarna dess nivåer av giftigt gossypol (svarta fläckar på den översta bilden) med hjälp av en ny gen-tystnadsteknik.
Forskare under ledning av Keerti Rathore , docent vid universitetets institut för växtgenomik och bioteknologi, använde en ny gen-tystnadsteknik som kallas RNA-interferens (RNAi) för att eliminera toxinet. Biologer kan tysta en specifik växtgen genom att infoga en gen som kodar för dubbelsträngat RNA vars sekvens är mycket lik genen av intresse. Närvaron av dubbelsträngat RNA får celler att förstöra budbärar-RNA från målgenen, vilket effektivt tystar det.
I bomull konstruerade Rathore en RNA-gen som kunde tysta genen för ett enzym som är avgörande för biosyntesen av gossypol, en giftig förening som finns i bomull. Rathore använde en promotor som var specifik för frövävnad i bomullsplantor så att genljuddämparen inte skulle slås på i andra bomullsvävnader. Gossypol produceras normalt i nästan varje vävnad av bomullsväxter och verkar skydda dem från insekter och från svamp- och bakterieinfektioner.
Det här är ett utmärkt exempel på användbarheten av RNA-tystnadsteknologi för att förbättra grödans kvalitet och hälsosamma livsmedel genom att ta bort giftiga eller ohälsosamma föreningar, som är mycket vanligare i livsmedelsväxter än de flesta inser, säger Richard Jörgensen , professor i växtvetenskap vid University of Arizona. Jorgensen var den första att observera denna typ av gentystnad i petuniaväxter 1990.
Djur med flera magar, som kor, kan äta bomullsfrön, men gossypol är ett hjärt- och levergift hos människor och andra djur, inklusive fjäderfä. Om du matar en kyckling med enbart bomullsfrö, kommer den att dö inom en vecka, säger Rathore.
För varje pund fiber som produceras av bomullsodling produceras 1,6 pund frö. Bomullsfrö är potentiellt mycket näringsrikt: 23 procent av fröet är högkvalitativt protein. Men mycket av det som inte används för omplantering slängs eller ges till kor. Det verkliga värdet av ätbara bomullsfrö, säger Rathore, är för de många bönder i fattiga länder som odlar en eller två hektar av växten för dess fiber men inte kan använda grödan som mat.
Bomullsväxter är inte den enda kandidaten för denna typ av genteknik, säger Jodi Scheffler , en forskningsgenetiker vid USDA:s Crop Genetics and Production Research Unit. I själva verket, säger hon, kan denna tillämpning [av RNAi] vara viktigare för andra grödor. Det finns många andra arter med frön med giftiga komponenter.
Traditionell förädling fungerar inte för att eliminera gifter som gossypol eftersom att helt eliminera dem gör växter sårbara. 1954 hittade forskare en bomullsplanta som inte gjorde gossypol, och i början av 1960-talet korsade de den med jordbruksversionen av växten. Fröna från denna växt kunde rostas och ätas som en nöt eller krossas och blandas med mjöl för att göra bröd med högt proteininnehåll. Bönder insåg att växterna tuggades upp av insekter och ville inte odla dem, säger Rathore.
Fördelen med Rathores RNAi-metod är dess specificitet. Fröna är nästan fria från toxin, men resten av växten har normala nivåer av gossypol, så den bör vara härdig. Detsamma gäller för de kommande två generationerna av växter som odlas från fröna, säger Rathore.
Abhaya Dandekar , professor i pomologi vid University of California-Davis, som arbetar med transgena växter, säger att tekniken för att tysta genen kan vara allmänt användbar. Frågan är bara hur stabilt detta kommer att vara i produktionen, säger han. Miljöförhållanden och virus kan störa gen-tystnadsmekanismen i växter.
Scheffler säger att Texas A&M-forskarna står inför ytterligare en utmaning när det gäller att få ut de ätbara bomullsväxterna till gårdar. De bomullsväxter som används för forskning som Rathores är inte samma som i jordbruket. Traditionell avel kommer att behövas för att överföra egenskapen till jordbruksbomullsarter. Forskare kommer sedan att behöva testa de resulterande växterna för stabiliteten hos RNAi.