Jedlá bavlna

Výzkumníci z Texas A&M University selektivně snížili hladiny toxické chemikálie v bavlně, díky čemuž jsou semena jedlá a potenciálně přeměňují bavlnu na důležitý nový zdroj potravy.

Aby bylo bavlníkové semeno poživatelné, snížili výzkumníci jeho hladiny toxického gossypolu (černé skvrny na horním obrázku) pomocí nové techniky umlčování genů.

Výzkumníci v čele s Keerti Rathore , docent v univerzitním Institutu pro rostlinnou genomiku a biotechnologii, použil k odstranění toxinu novou techniku ​​umlčování genů zvanou RNA interference (RNAi). Biologové mohou umlčet specifický rostlinný gen vložením genu, který kóduje dvouvláknovou RNA, jejíž sekvence je velmi podobná sekvenci genu zájmu. Přítomnost dvouvláknové RNA způsobí, že buňky zničí jakoukoli messengerovou RNA z cílového genu, čímž jej účinně umlčí.

V bavlně Rathore zkonstruoval gen RNA, který dokázal umlčet gen pro enzym, který je zásadní pro biosyntézu gossypolu, toxické sloučeniny nacházející se v bavlně. Rathore použil promotor specifický pro tkáň semene u rostlin bavlníku, aby se genový tlumič nezapnul v jiných tkáních bavlny. Gossypol je normálně produkován téměř v každém pletivu bavlníkových rostlin a zdá se, že je chrání před hmyzem a před houbovými a bakteriálními infekcemi.

Toto je vynikající příklad užitečnosti technologie umlčování RNA pro zlepšení kvality plodin a zdraví potravin odstraněním toxických nebo nezdravých sloučenin, které jsou v potravinářských rostlinách mnohem rozšířenější, než si většina lidí uvědomuje, říká. Richard Jorgensen , profesor rostlinných věd na University of Arizona. Jorgensen byl první, kdo pozoroval tento druh umlčování genů v rostlinách petúnie v roce 1990.

Zvířata s více žaludky, jako jsou krávy, mohou jíst bavlníková semena, ale gosypol je toxin pro srdce a játra u lidí a dalších zvířat, včetně drůbeže. Pokud krmíte kuře dietou obsahující pouze bavlníková semena, do týdne zemře, říká Rathore.

Na každou libru vlákna vyprodukovaného pěstováním bavlny se vyprodukuje 1,6 libry semen. Bavlník je potenciálně velmi výživný: 23 procent semene tvoří vysoce kvalitní bílkoviny. Ale velká část toho, co se nepoužije k opětovné výsadbě, se vyhodí nebo dá kravám. Skutečná hodnota jedlého bavlníkového semene, říká Rathore, je pro mnoho farmářů v chudých zemích, kteří pěstují jeden nebo dva akry rostliny pro její vlákno, ale nejsou schopni tuto plodinu využít k jídlu.

Bavlník není jediným kandidátem na tento druh genetického inženýrství, říká Jodi Schefflerová , výzkumný genetik v oddělení genetiky a produkce plodin USDA. Ve skutečnosti říká, že tato aplikace [RNAi] může být důležitější pro jiné druhy plodin. Existuje mnoho dalších druhů se semeny s toxickými složkami.

Tradiční šlechtění nefunguje pro odstranění toxinů, jako je gossypol, protože jejich úplné odstranění zanechává rostliny zranitelné. V roce 1954 našli vědci rostlinu bavlníku, která nevytvářela gossypol, a na počátku 60. let ji zkřížili se zemědělskou verzí rostliny. Semena této rostliny by se dala upražit a jíst jako ořech nebo rozdrtit a smíchat s moukou, aby se vyrobil chléb s vysokým obsahem bílkovin. Farmáři si uvědomili, že rostliny žvýká hmyz, a nechtěli je pěstovat, říká Rathore.

Výhodou Rathoreova RNAi přístupu je jeho specifičnost. Semena jsou téměř bez toxinů, ale zbytek rostliny má normální hladiny gosypolu, takže by měla být odolná. Totéž platí pro další dvě generace rostlin pěstovaných ze semen, říká Rathore.

Abhaya Dandekar , profesor pomologie na University of California-Davis, který pracuje na transgenních rostlinách, říká, že technika umlčování genů by mohla být široce užitečná. Jediným problémem je, jak stabilní to bude ve výrobě, říká. Podmínky prostředí a viry mohou interferovat s mechanismem umlčování genů v rostlinách.

Scheffler říká, že výzkumníci Texas A&M čelí další výzvě při získávání jedlých rostlin bavlny na farmách. Rostliny bavlny používané pro výzkum, jako je rostlina Rathore, nejsou stejné v zemědělství. K přenosu vlastnosti na zemědělský druh bavlny bude zapotřebí tradiční šlechtění. Výzkumníci pak budou muset otestovat výsledné rostliny na stabilitu RNAi.

skrýt