உருளைக்கிழங்கு மனிதர்களுக்கான உணவு கார்போஹைட்ரேட்டின் ஆதாரமாக மட்டுமல்லாமல், பல தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கு ஸ்டார்ச் மூலமாகவும் உள்ளது. A&M AgriLife டெக்சாஸ் விஞ்ஞானிகள் உருளைக்கிழங்கில் உள்ள இரண்டு ஸ்டார்ச் மூலக்கூறுகளின் விகிதத்தை - அமிலோஸ் மற்றும் அமிலோபெக்டின் - எப்படி மாற்றுவது என்று ஆய்வு செய்து வருகின்றனர்.
உதாரணமாக, அதிக அமிலோபெக்டின் உள்ளடக்கம் கொண்ட மெழுகு உருளைக்கிழங்கு பயோபிளாஸ்டிக்ஸ், உணவு சேர்க்கைகள், பசைகள் மற்றும் ஆல்கஹால் உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
சர்வதேச மூலக்கூறு அறிவியல் மற்றும் தாவர செல், திசு மற்றும் உறுப்பு வளர்ப்பு இதழில் சமீபத்தில் வெளியிடப்பட்ட இரண்டு கட்டுரைகள் CRISPR தொழில்நுட்பம் உருளைக்கிழங்கு பயன்பாட்டை எவ்வாறு மேம்படுத்தலாம் என்பதை ஆராய்கிறது.
டெக்சாஸ் ஏ&எம் பிளாண்ட் ஜெனோமிக்ஸ் அண்ட் பயோடெக்னாலஜி இன்ஸ்டிடியூட் மற்றும் மண் துறையின் அக்ரிலைஃப் பிளாண்ட் பயோடெக்னாலஜிஸ்ட் கீர்த்தி ரத்தோர் ஆய்வகத்தில் பட்டதாரி மாணவராக இருந்த ஸ்டெபானி டோயிங்கா, பிஎச்.டி., செய்த வேலை இரண்டு ஆவணங்களிலும் அடங்கும். டெக்சாஸ் ஏ&எம் தோட்டக்கலை அறிவியல் துறையில், இசபெல் வெய்ல்ஸ், பிஎச்டி, அக்ரிலைஃப் ஆராய்ச்சி உருளைக்கிழங்கு வளர்ப்பவர் ஆகிய இரு கட்டுரைகளையும் இணைந்து எழுதியுள்ளார்.
"இந்த இரண்டு ஆய்வுகளிலிருந்தும் நாங்கள் பெற்ற தகவல் மற்றும் அறிவு இந்த மிக முக்கியமான பயிரில் மற்ற விரும்பத்தக்க பண்புகளை அறிமுகப்படுத்த உதவும்" என்று ரத்தோர் கூறினார்.
உருளைக்கிழங்கு உண்மைகள்
உருளைக்கிழங்கு 160 நாடுகளில் 40,8 மில்லியன் ஏக்கரில் விளைகிறது மற்றும் ஒரு பில்லியனுக்கும் அதிகமான மக்களின் பிரதான உணவாகும்.
ஒரு நடுத்தர அளவிலான உருளைக்கிழங்கில் சுமார் 160 கலோரிகள் உள்ளன, பெரும்பாலும் மாவுச்சத்தில் இருந்து பெறப்படுகிறது, அதனால்தான் கிழங்குகள் உலகெங்கிலும் உள்ள பலருக்கு ஆற்றலின் முக்கிய ஆதாரமாக உள்ளன என்று ரத்தோர் கூறுகிறார். உருளைக்கிழங்கில் வைட்டமின்கள் மற்றும் தாதுக்கள் உட்பட பிற அத்தியாவசிய ஊட்டச்சத்துக்கள் உள்ளன.
உணவு மற்றும் தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கு ஸ்டார்ச் முக்கிய முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது.
உருளைக்கிழங்கு கிழங்குகளில் உள்ள ஸ்டார்ச் அளவு உருளைக்கிழங்கின் பயன்பாட்டை தீர்மானிக்கும் முக்கிய காரணியாகும்.
உயர் ஸ்டார்ச் உருளைக்கிழங்கு பெரும்பாலும் பிரஞ்சு பொரியல், சிப்ஸ் மற்றும் உலர்ந்த உருளைக்கிழங்கு போன்ற பதப்படுத்தப்பட்ட உணவுகளை தயாரிக்க பயன்படுத்தப்படுகிறது, வேல்ஸ் கூறுகிறார்.
குறைந்த மற்றும் நடுத்தர மாவுச்சத்து உருளைக்கிழங்கு பெரும்பாலும் புதிய அல்லது அட்டவணை உருளைக்கிழங்காக பயன்படுத்தப்படுகிறது, அவர் கூறுகிறார். கிழங்குகளின் புதிய நுகர்வுக்கு, தோல் அமைப்பு, தோல் நிறம், சதை நிறம் மற்றும் கிழங்கின் வடிவம் உள்ளிட்ட கிழங்கின் தோற்றம் கூடுதல் முக்கிய காரணிகளாகும். சமீபத்தில், குழந்தை போன்ற பல்வேறு வடிவங்களின் உருளைக்கிழங்கின் சிறப்பு வகைகள் தோன்றின; சிவப்பு, ஊதா அல்லது மஞ்சள் நிற தோல் மற்றும் சதை தயாரிப்பின் எளிமை மற்றும் அதிகரித்த ஊட்டச்சத்து மதிப்பு காரணமாக பிரபலமாகி வருகிறது.
கூடுதலாக, உருளைக்கிழங்கு மாவுச்சத்திலிருந்து எரிபொருள் அல்லது மதுபானங்களுக்கு எத்தனால் தயாரிக்கப்படலாம்; மக்கும் பிளாஸ்டிக் மாற்று; அல்லது மருந்து, ஜவுளி, மரம் மற்றும் காகிதத் தொழில்கள் மற்றும் பொருளாதாரத்தின் பிற துறைகளுக்கான பசைகள், பைண்டர்கள், டெக்ஸ்ச்சரிங் முகவர்கள் மற்றும் நிரப்பிகள்.
தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கு, உருளைக்கிழங்கில் உள்ள ஸ்டார்ச் அளவு மற்றும் வகையை கருத்தில் கொள்வது அவசியம்.
அதிக அமிலோபெக்டின் மாவுச்சத்து அவற்றின் தனித்துவமான செயல்பாட்டு பண்புகள் காரணமாக உணவு மற்றும் பிற தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கு விரும்பத்தக்கது என்று டோங்கா நம்புகிறார். உதாரணமாக, அத்தகைய மாவுச்சத்து உணவுகளில் நிலைப்படுத்தி மற்றும் தடிப்பாக்கியாகவும், சாலட் டிரஸ்ஸிங்கில் குழம்பாக்கியாகவும் பயன்படுத்த விருப்பமான வடிவமாகும். உறைதல்-கரை நிலைத்தன்மையின் காரணமாக, அமிலோபெக்டின் ஸ்டார்ச் உறைந்த உணவுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. கூடுதலாக, அமிலோபெக்டின் மாவுச்சத்து நிறைந்த உருளைக்கிழங்கு மற்ற மாவுச்சத்துக்களுடன் ஒப்பிடும்போது அதிக அளவு எத்தனாலை உற்பத்தி செய்கிறது.
தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட ஸ்டார்ச் மூலம் உருளைக்கிழங்கு இனப்பெருக்கத்தின் நன்மைகள்
ஸ்டார்ச்-மாற்றியமைக்கப்பட்ட உருளைக்கிழங்கு வகைகளை உருவாக்குவது புதிய சாத்தியங்களைத் திறக்கும் என்று டோயிங்கா கூறுகிறார். அமிலோபெக்டின் அதிகமாகவும் அமிலோஸ் குறைவாகவும் உள்ள உருளைக்கிழங்குகள், மரபணு திருத்தப்பட்ட யூகோன் கோல்ட் போன்றவற்றை சர்வதேச மூலக்கூறு அறிவியல் இதழில் அவர் விவரித்தார், அவற்றின் பாரம்பரிய பயன்பாடுகளுக்கு அப்பாற்பட்ட தொழில்துறை பயன்பாடுகள் உள்ளன.
இதற்கு மாறாக, அதிக அமிலோஸ் அளவுகள் மற்றும் குறைந்த அமிலோபெக்டின் கொண்ட உருளைக்கிழங்கு மனித நுகர்வுக்கு விரும்பத்தக்கதாக இருக்கும் என்று வேல்ஸ் கூறினார். அமிலோஸ் நார்ச்சத்து போல செயல்படுகிறது மற்றும் அமிலோபெக்டின் போல குளுக்கோஸை எளிதில் வெளியிடாது, இதன் விளைவாக குறைந்த கிளைசெமிக் குறியீடு மற்றும் நீரிழிவு நோயாளிகளுக்கு உருளைக்கிழங்கு மிகவும் சுவையாக இருக்கும்.
CRISPR/Cas9 புதிய வாய்ப்புகளை உருவாக்குகிறது
CRISPR/Cas9 தொழில்நுட்பம் வளர்ப்பாளர்களுக்குக் கிடைக்கும் கருவிப்பெட்டியை விரிவுபடுத்தி, பிரபலமான வணிகப் பயிர் வகைகளில் விரும்பிய பண்புகளை இணைத்துக்கொள்வதற்கான நேரடியான மற்றும் வேகமான வழிமுறைகளை வழங்குகிறது, வெயில்ஸ் குறிப்புகள். பாரம்பரிய இனப்பெருக்கம் என்பது ஒரு நீண்ட செயல்முறையாகும், இது 10-15 ஆண்டுகள் ஆகலாம்.
கூடுதலாக, உருளைக்கிழங்கு மரபணுவின் சிக்கலான தன்மை காரணமாக, புதிய வகைகளை சரியான விரும்பத்தக்க பண்புகளுடன் உருவாக்குவது வழக்கமான இனப்பெருக்கத்திற்கு ஒரு சவாலாக உள்ளது என்று அவர் கூறுகிறார். மூலக்கூறு தொழில்நுட்பங்கள் தேர்வின் செயல்திறனை அதிகரித்துள்ளன, மேலும் CRISPR/Cas9 தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி மரபணு எடிட்டிங் சிக்கலான மற்றொரு அடுக்கைச் சேர்க்கிறது.
மேம்படுத்தப்பட்ட வகை யூகோன் தங்கம்
முதல் ஆய்வில் மதிப்பிடப்பட்ட பல்வேறு உருளைக்கிழங்கு வகைகளில், யூகோன் தங்கம் சிறந்ததை மீண்டும் உருவாக்கியது, எனவே இது இரண்டாவது ஆய்வில் பயன்படுத்தப்பட்டது. இதன் விளைவாக அமிலோபெக்டின் அதிக உள்ளடக்கம் கொண்ட உருளைக்கிழங்கு மற்றும் மாவுச்சத்தில் குறைந்த அமிலோஸ் உள்ளடக்கம் இருந்தது.
"நாக்-அவுட் செய்யப்பட்ட தாவரங்களில் ஒன்றான T2-7, சாதாரண வளர்ச்சி மற்றும் மகசூல் பண்புகளைக் காட்டியது, ஆனால் அமிலோஸ் முற்றிலும் இல்லாமல் இருந்தது" என்று டோயிங்கா கூறினார்.
கிழங்கு மாவுச்சத்து, T2-7, காகிதம் மற்றும் ஜவுளித் தொழில்களில் பிசின்/பைண்டர், பயோபிளாஸ்டிக் மற்றும் எத்தனால் உற்பத்தியாக தொழில்துறை பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. இந்த சோதனை மாதிரியின் கிழங்கு மாவு, ரசாயன மாற்றங்கள் தேவையில்லாமல் உறைதல் மற்றும் உருகுவதற்கு அதன் எதிர்ப்பின் காரணமாக, உறைந்த உணவுகள் தயாரிப்பிலும் பயனுள்ளதாக இருக்க வேண்டும். மாவுச்சத்தின் ஒரே வடிவமான அமிலோபெக்டின் கொண்ட உருளைக்கிழங்கு தொழில்துறை பயன்பாட்டிற்காக அல்லது மதுபானங்களை உருவாக்க அதிக எத்தனாலை அளிக்க வேண்டும்.
இந்த ஆய்வுகளின் அடுத்த கட்டமாக, T2-7 ஆனது சுய-மகரந்தச் சேர்க்கை செய்யப்பட்டது மற்றும் யூகோன் தங்கம் மற்றும் பிற உருளைக்கிழங்கு குளோன்களின் நன்கொடையாளர் திரிபு மூலம் டிரான்ஸ்ஜெனிக் கூறுகளை அகற்றியது.