Ang patatas ay hindi lamang pinagmumulan ng dietary carbohydrate para sa mga tao, kundi isang pinagmumulan din ng starch para sa maraming gamit pang-industriya. Pinag-aaralan ng mga siyentipiko ng A&M AgriLife Texas kung paano baguhin ang ratio ng dalawang molekula ng starch sa patatas - amylose at amylopectin - upang mapataas ang mga gamit sa pagluluto at pang-industriya ng pananim.
Halimbawa, ang mga waxy na patatas na may mataas na nilalaman ng amylopectin ay ginagamit sa paggawa ng bioplastics, food additives, adhesives, at alkohol.
Dalawang papel na inilathala kamakailan sa International Journal of Molecular Sciences at Plant Cell, Tissue at Organ Culture ang nag-explore kung paano mapapabuti ng teknolohiya ng CRISPR ang paggamit ng patatas.
Kasama sa parehong papel ang gawaing ginawa ni Stephanie Toinga, Ph.D., na nagtapos na estudyante sa laboratoryo ng Kirti Rathor, Ph.D., AgriLife Plant Biotechnologist sa Texas A&M Plant Genomics and Biotechnology Institute at Department of Soils. Kasama rin sa pag-akda ng parehong papel si Isabelle Weils, Ph.D., potato breeder sa AgriLife Research sa Texas A&M Department of Horticultural Science.
"Ang impormasyon at kaalaman na nakuha namin mula sa dalawang pag-aaral na ito ay makakatulong sa amin na ipakilala ang iba pang kanais-nais na mga katangian sa napakahalagang pananim na ito," sabi ni Rathor.
Mga Katotohanan ng Patatas
Ang patatas ay lumago sa mahigit 160 bansa sa 40,8 milyong ektarya at ito ang pangunahing pagkain para sa mahigit isang bilyong tao.
Ang isang medium-sized na patatas ay naglalaman ng mga 160 calories, karamihan ay nagmula sa almirol, sabi ni Rathor, kaya naman ang mga tubers ay isang mahalagang pinagkukunan ng enerhiya para sa maraming tao sa buong mundo. Ang patatas ay naglalaman din ng iba pang mahahalagang sustansya, kabilang ang mga bitamina at mineral.
Ang almirol ay may mahalagang kahalagahan para sa parehong mga gamit sa pandiyeta at pang-industriya.
Ang dami ng almirol sa mga tubers ng patatas ay ang pangunahing kadahilanan sa pagtukoy ng paggamit ng patatas.
Ang mga high-starch na patatas ay kadalasang ginagamit upang gumawa ng mga naprosesong pagkain tulad ng french fries, chips at pinatuyong patatas, sabi ni Wales.
Ang mababang-at medium-starch na patatas ay kadalasang ginagamit na sariwa o bilang mga patatas sa mesa, sabi niya. Para sa sariwang pagkonsumo ng mga tubers, ang mga karagdagang mahalagang kadahilanan ay ang hitsura ng tuber, kabilang ang texture ng balat, kulay ng balat, kulay ng laman, at hugis ng tuber. Kamakailan lamang, lumitaw ang mga espesyal na uri ng patatas na may iba't ibang hugis, tulad ng sanggol; na may pula, lila o dilaw na balat at laman ay nagiging popular dahil sa kanilang kadalian ng paghahanda at pagtaas ng nutritional value.
Bilang karagdagan, ang ethanol ay maaaring gawin mula sa potato starch para sa panggatong o inuming may alkohol; biodegradable na plastic na kapalit; o adhesives, binders, texturizing agent at fillers para sa pharmaceutical, textile, wood at paper na industriya at iba pang sektor ng ekonomiya.
Para sa mga pang-industriya na aplikasyon, mahalagang isaalang-alang ang dami at uri ng almirol sa patatas.
Naniniwala si Toinga na ang mataas na amylopectin starch ay kanais-nais para sa pagkain at iba pang pang-industriya na gamit dahil sa kanilang natatanging functional properties. Halimbawa, ang mga naturang starch ay ang ginustong anyo para gamitin bilang isang stabilizer at pampalapot sa mga pagkain at bilang isang emulsifier sa mga salad dressing. Dahil sa katatagan ng freeze-thaw, ang amylopectin starch ay ginagamit sa mga frozen na pagkain. Bilang karagdagan, ang mga patatas na mayaman sa amylopectin starch ay gumagawa ng mas mataas na antas ng ethanol kumpara sa mga patatas na may iba pang mga starch.
Mga Benepisyo ng Pag-aanak ng Patatas gamit ang Piling Starch
Sinabi ni Toinga na ang pagbuo ng starch-modified potato varieties ay maaaring magbukas ng mga bagong posibilidad. Ang mga patatas na mataas sa amylopectin at mababa sa amylose, tulad ng na-edit ng gene na Yukon Gold na inilarawan niya sa International Journal of Molecular Sciences, ay may mga pang-industriyang gamit na lampas sa kanilang tradisyonal na paggamit.
Sa kaibahan, ang mga patatas na may mataas na antas ng amylose at mababang amylopectin ay kanais-nais para sa pagkonsumo ng tao, sinabi ni Wales. Ang amylose ay kumikilos tulad ng hibla at hindi naglalabas ng glucose na kasingdali ng amylopectin, na nagreresulta sa mas mababang glycemic index at ginagawang mas masarap ang patatas para sa mga taong may diabetes.
Lumilikha ang CRISPR/Cas9 ng mga bagong pagkakataon
Pinalawak ng teknolohiya ng CRISPR/Cas9 ang toolbox na magagamit sa mga breeder at nagbibigay ng mas direkta at mas mabilis na paraan ng pagsasama ng mga kanais-nais na katangian sa mga sikat na commercial crop varieties, sabi ni Weils. Ang tradisyunal na pag-aanak ay isang mahabang proseso na maaaring tumagal ng 10-15 taon.
Bilang karagdagan, dahil sa kumplikadong katangian ng genome ng patatas, ang paglikha ng mga bagong varieties na may tamang hanay ng mga kanais-nais na katangian ay isang hamon para sa maginoo na pag-aanak, aniya. Ang mga teknolohiyang molekular ay nagpapataas ng kahusayan sa pagpili, at ang pag-edit ng gene gamit ang teknolohiyang CRISPR/Cas9 ay nagdaragdag ng isa pang layer ng pagiging kumplikado.
Pinahusay na iba't-ibang Yukon Gold
Kabilang sa iba't ibang uri ng patatas na nasuri sa unang pag-aaral, ang Yukon Gold ay muling nabuo ang pinakamahusay, kaya ginamit ito sa pangalawang pag-aaral. Ang resulta ay isang patatas na may mataas na nilalaman ng amylopectin at isang mababang nilalaman ng amylose sa almirol.
"Ang isa sa mga na-knockout na halaman, T2-7, ay nagpakita ng normal na paglaki at mga katangian ng ani ngunit ganap na walang amylose," sabi ni Toinga.
Ang tuber starch, T2-7, ay may mga pang-industriyang aplikasyon sa industriya ng papel at tela bilang pandikit/binder, bioplastic, at produksyon ng ethanol. Ang tuber starch ng eksperimentong sample na ito, dahil sa paglaban nito sa pagyeyelo at lasaw nang hindi nangangailangan ng mga kemikal na pagbabago, ay dapat ding maging kapaki-pakinabang sa paggawa ng mga frozen na pagkain. Ang mga patatas na may amylopectin bilang ang tanging anyo ng almirol ay dapat ding magbunga ng mas maraming ethanol para sa pang-industriya na paggamit o upang lumikha ng mga inuming nakalalasing.
Bilang susunod na hakbang sa mga pag-aaral na ito, ang pag-access sa T2-7 ay self-pollinated at na-cross sa isang donor strain ng Yukon Gold at iba pang mga clone ng patatas upang maalis ang mga transgenic na elemento.