Penyelidik Texas A&M AgriLife sedang mencari cara untuk mengubah nisbah dua molekul kanji yang terdapat dalam kentang - amilosa dan amilopektin - untuk meningkatkan masakan dan industri permohonan.
Kentang berlilin, sebagai contoh, mempunyai aplikasi dalam barisan pengeluaran bioplastik, bahan tambahan makanan, pelekat, dan alkohol kerana kandungan amilopektinnya yang tinggi.
Dua artikel yang diterbitkan baru-baru ini dalam Jurnal Antarabangsa Sains Molekul dan Sel Tumbuhan, Tisu dan Budaya Organ menerangkan bagaimana teknologi CRISPR/Cas9 boleh memajukan penggunaan tanaman sayuran terbesar di dunia.
Teknologi CRISPR/Cas9 telah mengembangkan kit alat penternak, dan ia mewakili cara yang lebih langsung, lebih pantas untuk menggabungkan ciri-ciri yang dikehendaki ke dalam varieti tanaman kentang komersial yang popular.
Dalam kajian pertama, yang diserlahkan dalam artikel Sel Tumbuhan, Tisu dan Budaya Organ, garis kentang yang mengandungi empat salinan gfp, gen obor-obor yang membolehkan visualisasi berasaskan pendarfluor aktiviti gen, disasarkan untuk mutasi menggunakan CRISPR/Cas9 sistem. Pada dasarnya, projek ini menyediakan sifat yang mudah dilihat yang membolehkan penyelidik mengoptimumkan metodologi.
Di antara pelbagai kultivar kentang yang dinilai dalam kajian pertama, strain Yukon Gold menjana semula yang terbaik, dan oleh itu ia digunakan untuk kajian kedua. Dalam kajian kalah mati kedua, yang diterangkan dalam Jurnal Antarabangsa Sains Molekul, gen asli gbss dalam strain Yukon Gold tetraploid disasarkan untuk menghapuskan amilosa dengan berkesan. Hasilnya ialah kentang dengan kanji yang kaya dengan amilopektin dan rendah amilosa.
"Maklumat dan pengetahuan yang kami peroleh daripada dua kajian ini akan membantu kami memperkenalkan ciri-ciri lain yang diingini dalam tanaman yang sangat penting ini," Keerti Rathore, Ph.D., ahli bioteknologi tumbuhan AgriLife Research di Texas A&M Institute for Plant Genomic and Biotechnology dan Jabatan Sains Tanah dan Tanaman, kata, dipetik oleh Eurekalert.
Isabel Vales, Ph.D., penternak kentang AgriLife Research di Jabatan Sains Hortikultur Texas A&M, menyatakan bahawa kentang dengan paras kanji rendah hingga sederhana kerap digunakan untuk stok segar atau meja. Pertimbangan penting tambahan untuk pasaran segar termasuk penampilan ubi, yang merangkumi tekstur kulit, warna kulit, warna daging, dan bentuk ubi. Varieti kentang istimewa dengan bentuk yang berbeza, seperti anak jari, saiz yang lebih kecil dan warna kulit dan daging merah, ungu atau kuning, telah mendapat populariti baru-baru ini kerana kemudahan memasak dan nilai pemakanan yang meningkat.
“Bentuk ubi kentang kurang penting untuk tujuan industri berbanding untuk kegunaan manusia. Ubi kentang dengan kecacatan luaran yang disebabkan oleh tekanan haba atau kemarau atau faktor lain boleh diarahkan semula kepada pelbagai kegunaan, termasuk makanan untuk anjing dan lembu. Di samping itu, kanji kentang boleh menghasilkan etanol untuk bahan api atau dalam minuman seperti vodka; pengganti terbiodegradasi untuk plastik; pelekat, pengikat, agen tekstur dan pengisi untuk industri farmaseutikal, tekstil, kayu dan kertas serta sektor lain. Untuk aplikasi industri, jumlah dan jenis kanji dalam kentang adalah pertimbangan penting, "kata Vales.
Kanji yang lebih tinggi dalam amilopektin adalah wajar untuk makanan yang diproses
Stephany Toinga, Ph.D., seorang rakan pasca doktoral Texas A&M AgriLife Research dengan Vales, berkata bahawa kanji yang lebih tinggi dalam amilopektin adalah wajar untuk makanan yang diproses dan aplikasi industri lain kerana sifat fungsinya yang unik. Pati seperti itu, sebagai contoh, lebih disukai untuk digunakan sebagai penstabil dan pemekat dalam produk makanan, serta pengemulsi dalam salad dressing. Pati amilopektin digunakan dalam makanan beku kerana kestabilan beku-cairannya. Tambahan pula, kentang yang tinggi dalam kanji amilopektin menghasilkan lebih banyak etanol daripada yang tinggi dalam kanji lain.
Menurut pakar yang disebutkan di atas, membangunkan kultivar kentang dengan kanji yang diubah suai boleh membuka kemungkinan baru. Kentang dengan nisbah amilopektin kepada amilosa yang tinggi, seperti strain Yukon Gold yang disunting gen, mempunyai aplikasi industri sebagai tambahan kepada kegunaan tradisional. Kentang dengan paras amilosa yang tinggi dan paras amilopektin yang rendah, sebaliknya, akan diutamakan untuk kegunaan manusia.
Amilosa bertindak seperti serat dan tidak membebaskan glukosa semudah amilopektin, menyebabkan indeks glisemik yang lebih rendah dan menjadikan kentang lebih mudah diterima oleh pesakit diabetes.
Pati ubi T2-7 boleh menemui aplikasi industri dalam sektor kertas dan tekstil seperti pelekat/pengikat, bioplastik dan industri etanol. Pati ubi daripada strain eksperimen ini, kerana kestabilan beku-cair tanpa memerlukan pengubahsuaian kimia, juga harus berguna dalam menghasilkan makanan sejuk beku. Kentang dengan amilopektin sebagai bentuk eksklusif kanji juga harus menghasilkan lebih banyak etanol untuk kegunaan industri atau untuk mencipta minuman beralkohol.
Sebagai langkah seterusnya untuk kajian ini, strain T2-7 telah didebungakan sendiri dan disilangkan dengan penderma strain Yukon Gold dan klon kentang lain untuk menghapuskan unsur transgenik.