Connect with us

Znanost

Genetika

Sekvencioniranje genoma moglo bi učiniti najfiniju čokoladu još boljom

Proizvodnja visokokvalitetne čokolade, te farmeri koji ju proizvode, imati će korist od nedavnog sekvencioniranja i sastavljanja genoma kakaovca, iznosi međunarodni tim na čelu s Claire Lanaud sd CIRAD-a, Francuska te Mark Guiltinan s Penn State, uključujući i znanstvenike iz 18 drugih institucija.

Tim je sekvencionirao DNA različitih Theobroma cacao, za koje se smatra da daju najbolje svjetske čokolade. Narod Maja je domestificirao Criollo, sortu Theobroma cacao, prije oko 3.000 godina u Srednjoj Americi, a to je jedno od najstarijih pripitomljenih stabala. Danas, mnogi uzgajivači preferiraju uzgoj hibridnih stabala kakaovca, koja proizvode čokoladu niže kvalitete, ali su otpornija na bolesti.

“Fina proizvodnja kakaa procjenjuje se na manje od 5 posto svjetske proizvodnje kakaa zbog niske produktivnosti i osjetljivosti na bolesti”, rekao je Guiltinan, profesor molekularne biologije biljaka. Znanstvenici su izvijestili u trenutnom izdanju Nature Genetics, da su potrošači pokazali povećani interes za kvalitetnu čokoladu napravljenu od kakaa dobre kvalitete i za tamne čokolade, a koja sadrži veći postotak kakaa, uzimajući u obzir i ekološke i etičke kriterije za proizvodnju kakaa. ”

Trenutno, većina farmera koji uzgajaju kakaovac zarađuje oko 2 dolara po danu, ali proizvođači finog kakaa zarađuju više. Povećanje produktivnosti i jednostavnosti uzgoja kakaovca može pomoći u razvijanju održive ekonomije za kakao. Na stabla se sada također gleda kao na ekološki korisna stabla, jer ona najbolje rastu pod sjenama šume, omogućujući tako obnavljanje zemljišta i obogaćivanje biološke raznolikosti. Rad tima identificirao je niz porodica gena koje mogu imati utjecaj u budućnosti na poboljšanju stabala kakaovca i voća bilo povećanjem njihovih atributa ili pružanjem zaštite od gljivičnih bolesti i insekata koji napadaju stabla kakaovca.

“Naša analiza genoma Criollo otkrila je genetske osnove putova koja vode do najvažnijih svojstva kvalitete čokolade — ulja, flavonoida i biosinteze terpena”, rekla je Siela Maximova, izvanredna profesorica hortikulture, Penn State i članica istraživačkog tima. “To je također dovelo do otkrića stotina gena potencijalno uključenih u rezistenciju na patogene, svih onih koji se mogu koristiti za ubrzavanje razvoja elitnih sorti kakaa u budućnosti.”

Budući da se stabla Criollo samoooprašuju, ona su uglavnom svi homozigoti, koji posjeduju dvije identične forme svakog gena, što čini tu posebnu vrstu dobrim izborom za precizno sastavljanje genoma. Istraživači su sastavili 84 posto genoma identificirajući 28.798 gena koji kodiraju proteine. Dodijelili su 88 posto ili 23.529 tih gena koji kodiraju proteine jednom od 10 kromosoma u stablu kakaovca Criollo. Oni su također gledali mikroRNA, kratke nekodirajuće RNA-e koje reguliraju gene, te utvrdili da su mikroRNA u Criollo vjerojatno glavni regulatori ekspresije gena.

“Zanimljivo, samo je 20 posto genoma sastavljeno od elemenata transpozona, jednih od prirodnih puteva kroz koje se genetske sekvence mijenjaju”, rekao je Guiltinan. “Oni to čine pomicanjem kromosoma, mijenjajući redoslijed genetskog materijala. Manje količine transpozona nego što su pronađene u drugih biljnih vrsta mogle bi dovesti do sporijeg razvoja kakaovca, a koji je pokazao da ima relativno jednostavnu evolucijsku povijest u pogledu strukture genoma.” Guiltinan i njegovi kolege su zainteresirani za specifične genske porodice koje bi ih mogle dovesti do određenih kvaliteta kakaa ili otpornosti na bolesti. Oni se nadaju da će ih mapiranje tih porodica gena dovesti do izvora gena koji je izravno uključen u varijacije biljaka, koje su korisne za ubrzanje programa oplemenjivanja bilja.

Istraživači su identificirali dvije vrste gena odgovornih za otpornost na bolesti u genomu Criollo. Oni su usporedili te dvije prethodno identificirane regije na kromosomima koje su povezane s otpornostima na bolesti — QTL — te utvrdili da postoji povezanost između mnogih QTL lokacija gena za otpornost. Tim sugerira da je funkcionalni genomski pristup, onaj koji gleda na ono što geni rade, potreban za potvrđivanje potencijalnih gena za otpornost na bolesti u genomu Criollo.

Skrivene u genomu, istraživači su također otkrili gene koji kodiraju proizvodnju kakao maslaca, tvari koja je jako cijenjena u pravljenju čokolade, konditorskih proizvoda, lijekova i kozmetike. Većina zrna kakaovca sadrže već oko 50 posto masnoća, ali tih 84 gena kontroliraju ne samo količinu već i kvalitetu kakao maslaca. Za druge gene je utvrđeno da utječu na proizvodnju flavonoida, prirodnih antioksidansa i terpenoida, hormona, pigmenata i aroma. Mijenjanjem gena za te tvari moglo bi dovest do proizvodnje čokolade s boljim okusom, aromom, pa čak i zdravije čokolade.

Izvor: Penn State

 

Life is a sexually transmitted disease and there is a 100% mortality rate.

Ostavi komentar

Ostavi komentar

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Obavezna polja su označena sa *

Više u Genetika

Popularno

Advertisement

Pratite nas na Fejsu

Na Vrh