Огромные потери урожая овощей номер один в Соединенных Штатах, картофеля, не только из-за вредителей или засухи, но и из-за повреждений при обработке и хранении картофеля в течение девяти месяцев хранения, которым они обычно подвергаются по пути в страну. в супермаркете как свежий картофель или как картофельные чипсы или картофель фри.
Биохимический подход, направленный на выявление генетических характеристик процесса заживления ран у картофеля, имел успех в проекте, возглавляемом Диланом Космой, биохимиком из Колледжа Сельское хозяйство, Биотехнология и природные ресурсы в Университете Невады, Рино.
В своей работе, выполненной в рамках исследования экспериментальной станции Колледжа, Косма определил первые факторы транскрипции, которые, как известно, регулируют отложение компонентов, составляющих кожу, которая образуется в процессе заживления ран у картофеля.
Дилан Косма:
«Мы работаем над факторами транскрипции белков. Вы можете представить себе факторы транскрипции, такие как главный выключатель в электрической панели или автоматическом выключателе, с 15 цепями, управляемыми главным выключателем. Ключевым моментом является поиск главного выключателя и того, как он работает, чтобы включить процесс заживления ран на картофеле ».
Одним из важных компонентов заживления ран клубней картофеля является отложение пробкового материала, составляющего большую часть «кожи», покрывающей места ран. suberin. Суберин — липидный полимер, который вырабатывается всеми растениями и является основным компонентом тканей, способствующих заживлению ран в картофеле.
Хотя эту ранозаживляющую ткань можно найти почти в каждом растении, о ее составе и функциях до сих пор известно относительно мало. Еще меньше известно о генетическом контроле ран. suberin образование.
Не очень suberin Производство картофеля в процессе заживления ран является основной причиной послеуборочных потерь картофеля. Разные сорта картофеля лечатся лучше других. Эффективное заживление ран и связанные с этим suberin Производство имеет решающее значение для герметизации мест повреждений клубней, чтобы предотвратить проникновение патогенов и связанные с этим потери клубней при хранении.
Дилан Косма:
«Мы используем модель картофеля, чтобы понять биосинтез и регуляцию suberin. Мы будем использовать генетические исследования, чтобы помочь селекционерам картофеля найти правильную комбинацию генов для выведения картофеля с лучшей способностью к заживлению ран и увеличенным сроком хранения, чтобы помочь сократить послеуборочные потери».
Работа будет не просто проводиться в лаборатории под микроскопом. Косма выращивает картофель в теплицах колледжа с климат-контролем. Используя тепличные культуры, команда использовала редактирование на основе CRISPR, метод генной инженерии, чтобы идентифицировать гены в картофеле, чтобы лучше понять функцию этих главных переключателей, которые активируют рану. suberin показания
Постдок с картошкой Дилан Косма:
«Общая цель состоит в том, чтобы определить функцию этих новых факторов транскрипции в регулировании процесса заживления ран и определить их роль в различных скоростях заживления ран клубней у коммерческих сортов с использованием чипсов. Если они заживают лучше и быстрее, мы можем сократить потери при хранении. Как и в случае с пресловутым плохим яблоком, одна плохая окорочка портит букет ».
Физические повреждения картофеля в виде ранений и снятия кожуры во время уборки урожая и транспортировки на склады неизбежны. Плохое заживление ран и последующее инфицирование патогенами - одна из основных причин потерь при хранении после сбора урожая.
Некоторые коммерческие сорта - растения, полученные путем селективной селекции, - например, сорт Atlantic, обладают желательными характеристиками для картофельных чипсов, но плохой способностью заживления ран и, как следствие, большими потерями при хранении.
Косма начал это исследование четыре года назад с гранта Национального научного фонда. Он продолжает отслеживать основные переключатели, чтобы сделать вкусный и прочный картофель, при постоянном финансировании со стороны ведущего производителя картофельных чипсов, который стремится сократить потери при хранении за счет выборочного отбора этих плохих характеристик заживления ран.
Дилан Косма:
«Некоторые сорта имеют превосходные вкусовые качества для жареного картофеля или картофеля фри, но плохо хранятся. Другие хороши в хранении, но не имеют большого вкуса. Моя группа работает с промышленностью и селекционерами картофеля над улучшением сохраняемости этих высококачественных сортов. Для того, чтобы производство чипсов продолжалось круглый год, необходимо долгое хранение картофеля ».
Картофель, один из основных продуктов питания во всем мире, входит в пятерку крупнейших сельскохозяйственных культур в Неваде и является овощной культурой номер один в Соединенных Штатах, объем производства которой превышает 4 миллиарда долларов. Почти 33% урожая картофеля в США ежегодно теряется из-за послеуборочных проблем; это равняется примерно 1.2 миллиарда долларов потерянного потенциального дохода - только на уровне фермера. Косма надеется, что то, что они узнают в этом процессе, будет не только сдерживать волну потерь с помощью картофеля, но и применимо к другим продовольственным культурам.
