211service.com
Spiselig bomuld
Forskere ved Texas A&M University har selektivt reduceret niveauet af et giftigt kemikalie i bomuld, hvilket gør frøene spiselige og potentielt omdanner bomuld til en vigtig ny fødevarekilde.
For at gøre bomuldsfrø spiselige reducerede forskerne dets niveauer af giftig gossypol (sorte pletter på det øverste billede) ved hjælp af en ny gendæmpningsteknik.
Forskere ledet af Keerti Rathore , lektor ved universitetets institut for plantegenomik og bioteknologi, brugte en ny gendæmpningsteknik kaldet RNA-interferens (RNAi) til at fjerne toksinet. Biologer kan dæmpe et specifikt plantegen ved at indsætte et gen, der koder for dobbeltstrenget RNA, hvis sekvens er meget lig sekvensen for genet af interesse. Tilstedeværelsen af det dobbeltstrengede RNA får celler til at ødelægge ethvert budbringer-RNA fra målgenet, hvilket effektivt dæmper det.
I bomuld konstruerede Rathore et RNA-gen, der kunne dæmpe genet for et enzym, der er afgørende for biosyntesen af gossypol, en giftig forbindelse, der findes i bomuld. Rathore brugte en promotor, der var specifik for frøvæv i bomuldsplanter, så genlyddæmperen ikke ville blive tændt i andre bomuldsvæv. Gossypol produceres normalt i næsten alle væv af bomuldsplanter og ser ud til at beskytte dem mod insekter og mod svampe- og bakterieinfektioner.
Dette er et glimrende eksempel på nytten af RNA-dæmpningsteknologi til at forbedre afgrødekvaliteten og fødevaresundheden ved at fjerne giftige eller usunde forbindelser, som er langt mere udbredt i fødevareplanter, end de fleste er klar over, siger Richard Jørgensen , professor i plantevidenskab ved University of Arizona. Jørgensen var den første til at observere denne form for gendæmpning i petuniaplanter i 1990.
Dyr med flere maver, som køer, kan spise bomuldsfrø, men gossypol er et hjerte- og levertoksin hos mennesker og andre dyr, herunder fjerkræ. Hvis du fodrer en kylling med kun bomuldsfrø, vil den dø inden for en uge, siger Rathore.
For hvert pund fiber, der produceres af bomuldsavl, produceres der 1,6 pund frø. Bomuldsfrø er potentielt meget nærende: 23 procent af frøet er protein af høj kvalitet. Men meget af det, der ikke bruges til genplantning, smides ud eller gives til køer. Den reelle værdi af spiselige bomuldsfrø, siger Rathore, er for de mange bønder i fattige lande, der dyrker en eller to hektar af planten for dens fiber, men ikke er i stand til at bruge afgrøden til mad.
Bomuldsplanter er ikke den eneste kandidat til denne form for genteknologi, siger Jodi Scheffler , en forskningsgenetiker i USDA's Crop Genetics and Production Research Unit. Faktisk, siger hun, kan denne anvendelse [af RNAi] være vigtigere for andre afgrødearter. Der er mange andre arter med frø med giftige komponenter.
Traditionel avl virker ikke for at fjerne toksiner som gossypol, fordi fuldstændig eliminering af dem efterlader planter sårbare. I 1954 fandt forskerne en bomuldsplante, der ikke lavede gossypol, og i begyndelsen af 1960'erne krydsede de den med landbrugsversionen af planten. Frøene fra denne plante kunne ristes og spises som en nød eller knuses og blandes med mel for at lave et brød med højt proteinindhold. Landmændene indså, at planterne blev tygget op af insekter og ikke ønskede at dyrke dem, siger Rathore.
Fordelen ved Rathores RNAi-tilgang er dens specificitet. Frøene er næsten fri for toksin, men resten af planten har normale niveauer af gossypol, så den burde være hårdfør. Det samme gælder for de næste to generationer af planter dyrket fra frøene, siger Rathore.
Abhaya Dandekar , professor i pomologi ved University of California-Davis, som arbejder på transgene planter, siger, at gendæmpningsteknikken kan være bredt nyttig. Det eneste spørgsmål er, hvor stabilt dette vil være i produktionen, siger han. Miljøforhold og vira kan interferere med gendæmpningsmekanismen i planter.
Scheffler siger, at Texas A&M-forskerne står over for en yderligere udfordring med at få de spiselige bomuldsplanter ind på gårde. De bomuldsplanter, der bruges til forskning som Rathores, er ikke de samme i landbrugsbrug. Traditionel avl vil være nødvendig for at overføre egenskaben til landbrugsbomuldsarterne. Forskere bliver derefter nødt til at teste de resulterende planter for stabiliteten af RNAi.