علم الوراثة الهندي ينمو بطاطس اللحم المعدلة وراثيا

جدول المحتويات:

فيديو: علم الوراثة الهندي ينمو بطاطس اللحم المعدلة وراثيا

فيديو: علم الوراثة الهندي ينمو بطاطس اللحم المعدلة وراثيا
فيديو: الاغذية المعدلة وراثيا ... ضارة أم مفيدة ؟ 2024, مارس
علم الوراثة الهندي ينمو بطاطس اللحم المعدلة وراثيا
علم الوراثة الهندي ينمو بطاطس اللحم المعدلة وراثيا
Anonim
صورة
صورة

طور خبراء التكنولوجيا الحيوية من المعهد الوطني لأبحاث الجينوم النباتي في نيودلهي بالهند بطاطس معدلة وراثيًا تحتوي على 60٪ بروتين أكثر من الدرنات العادية

ساعدهم جين قطيفة نبات الحبوب في ذلك. وفقًا للعلماء ، فإن تطورهم لن ينقذ النباتيين فقط من مجاعة البروتين.

لا يتمتع جزء كبير من سكان كوكبنا (أكثر من مليار شخص) بالتغذية الكافية ويعاني معظمهم من نقص البروتين. كما تبين مرارًا وتكرارًا في التجارب على الحيوانات وفي الملاحظات البشرية ، يتسبب نقص البروتين في النظام الغذائي في تأخير النمو البدني والعقلي ويمكن أن يؤدي إلى مرض خطير. سوء التغذية بالبروتين في سن مبكرة خطير بشكل خاص. يمكن لجسم الإنسان ، مثل الحيوانات الأخرى ، أن يصنع 11 فقط من أصل 21 حمضًا أمينيًا مطلوبًا لتخليق بروتينات الجسم. العشرة المتبقية هي أحماض أمينية أساسية يجب أن يحصل عليها الشخص من الطعام.

تحاول علم الوراثة زيادة محتوى البروتين في المحاصيل الغذائية في جميع أنحاء العالم. وبالنسبة لملايين الأشخاص ، وخاصة في البلدان النامية ، تعتبر البطاطس أساس نظامهم الغذائي اليومي. لكل مزاياها ، يوجد القليل من البروتين في الدرنات. لذلك ، تقوم العديد من المجموعات العلمية بصنع بطاطس غنية بالبروتين.

تم اختيار الجين من قطيفة

لزيادة محتوى البروتين ، جرب العلماء جينات مختلفة ، لكنها لم تكن مناسبة للاستخدام العملي. حصل علماء الوراثة الهنود من المعهد الوطني لأبحاث الجينوم النباتي على البطاطس المعدلة وراثيًا ودرسوها باستخدام جين AmA1 مُدرج (Amaranth Albumin 1). يتم الحصول على هذا الجين من قطيفة نبات الحبوب ، حيث يؤدي وظيفة مهمة - فهو يخزن البروتين في البذور. بروتين AmA1 متوازن في الأحماض الأمينية ، وقد تمت الموافقة على قيمته الغذائية من قبل منظمة الصحة العالمية.

حصل علماء الأحياء الهنود بقيادة Asis Datta على بطاطس معدلة وراثيًا من سبعة أصناف مهمة اقتصاديًا ذات أنماط وراثية مختلفة. للقيام بذلك ، تم نقل بنية من جين AmA1 بالاشتراك مع الجين الذي ينشطها إلى جينوم النبات. تستخدم البكتيريا الزراعية تقليديا للنقل.

أظهرت التجربة أن نباتات البطاطس المعدلة وراثيا لا تختلف بأي شكل من الأشكال عن النباتات العادية من حيث الخصائص المورفولوجية.

إضافة الأحماض الأمينية الأساسية إلى البطاطس

لقد وجد العلماء أن الجين يتم التعبير عنه بدرجة أكبر في الدرنات ، وبدرجة أقل في الساق وقليل جدًا في الأوراق. في الدرنات ، يحفز جين القطيفة تخزين البروتين. تم تحديده من خلال كمية النيتروجين والرحلان الكهربي. في الأصناف المعدلة وراثيا المختلفة ، زاد محتوى البروتين بنسبة 35-60٪ مقارنة بالأصناف التقليدية. لاحظ مؤلفو العمل أن المحاولات السابقة لزيادة محتوى البروتين في البطاطس لم تؤد إلى زيادة أكثر من 35٪.

أظهر تحليل الأحماض الأمينية أن الدرنات المعدلة وراثيا بها محتوى متزايد من العديد من الأحماض الأمينية الأساسية: ليسين ، التيروزين ، والأحماض الأمينية المحتوية على الكبريت ، وهي نادرة في البطاطس العادية. كما زاد محتوى حمض الأسبارتيك وحمض الجلوتاميك والأرجينين والليوسين والأيزولوسين. كل هذه التغييرات ناتجة عن زيادة التعبير عن الجين القوي لمخزون البذور.

نظر علماء الأحياء لمعرفة ما إذا كان إثراء البطاطس بالبروتين مصحوبًا بزيادة في الكتلة الحيوية. اتضح أن الأمر كذلك: الوزن الجاف للأجزاء الأرضية للنباتات المعدلة وراثيا تجاوز وزن النباتات الضابطة بنسبة 7-20٪. يشير هذا إلى زيادة شدة التمثيل الضوئي. أكدت التجربة أن استخدام ثاني أكسيد الكربون2 زيادة النباتات المحورة جينيا بنسبة 27٪. يقترح العلماء أن الآلية التالية تعمل هنا: زيادة تخليق البروتين في النباتات المعدلة وراثيًا تستنفد إمدادات الأحماض الأمينية الحرة ، وهذا بدوره يؤدي إلى تعزيز التمثيل الضوئي. في تجارب ميدانية لمدة عامين أجريت في ظروف مناخية مختلفة ، وجد علماء الوراثة الهنود أن محصول درنات البطاطس المعدلة وراثيًا أعلى بنسبة 15-25 ٪ من المعتاد.

البطاطا لم تؤذي الفئران

تم اختبار البطاطس المعدلة وراثيا للتأكد من سلامتها على الفئران التي أكلتها لمدة ثلاثة أشهر. تبين أن اختبار الدم البيوكيميائي طبيعي ، وكذلك حالة عمل جميع أجهزة الجسم. كما تصرف الجهاز المناعي بهدوء ، ولم تُلاحظ أي علامات للحساسية في الحيوانات. أظهر التحليل النسيجي بعد الوفاة للأنسجة المختلفة عدم وجود تشوهات. تأكد العلماء من أن بروتين AmA1 يتم هضمه تمامًا بواسطة الإنزيمات الموجودة في عصير المعدة.

لذا فقد ثبت أن طريقة تحسين البطاطس ، التي اقترحها العلماء الهنود ، فعالة وآمنة. يعتقد مؤلفو مقال PNAS أنه يمكن استخدام هذا الجين في ثقافات أخرى.

موصى به: