биофортификация

Обогащение означает добавление микроэлементов в пищу во время обработки. Например, кальций и витамин D часто добавляют в апельсиновый сок, а фолиевую кислоту — в рис и макароны. Биофортификация аналогична, но цель состоит в том, чтобы выращивать культуры, которые начинают с большего количества питательных веществ, а не добавляют их позже.
Биофортифицированные культуры выращивают и употребляют в пищу более 20 миллионов человек. Они варьируются от основных продуктов, таких как кукуруза и маниока, до других, таких как брокколи и бананы. Многие другие находятся в разработке.

Основные сельскохозяйственные культуры в мире включают пшеницу, маниоку, рис и кукурузу. Они являются хорошим источником калорий, но содержат мало витаминов и минералов.

Процент детей в возрасте до 5 лет с дефицитом витамина А. На основе Глобальной базы данных Всемирной организации здравоохранения (2009 г.).

Многие усилия по биофортификации сосредоточены на каротиноидах. Каротиноиды придают цветам, фруктам и овощам оранжевый цвет. Они также важны для людей. Когда мы едим продукты, содержащие каротиноиды, наш организм превращает каротиноиды в витамин А.
Витамин А жизненно важен для здоровья наших глаз и иммунной системы. Он также необходим для нормальной работы нашего сердца, легких и почек.
Многие люди во всем мире испытывают дефицит витамина А. Сюда входят около 250 миллионов детей младшего возраста и множество беременных женщин. Недостаток витамина А может быть опасен для жизни, поскольку он необходим для борьбы с инфекциями. Дефицит витамина А также является основной причиной предотвратимой детской слепоты. Биообогащенные культуры, особенно выращиваемые в районах с высоким дефицитом витамина А, могут помочь.

Чтобы биофортификация работала, важно, чтобы исследователи понимали, как растения производят каротиноиды. Мы многое знаем о каротиноидах не только из исследований сельскохозяйственных культур, но и из изучения окраски цветов. Например, из цветов мы понимаем, как растения производят, хранят и расщепляют каротиноиды. Мы также знаем о генетике, контролирующей эти процессы. Применение этих знаний приводит к улучшению урожая.
Биофортификация осуществляется с использованием традиционной селекции и/или генетической модификации.
Традиционное разведение
Традиционная селекция включает скрещивание нескольких поколений растений, а затем отбор потомства с желаемым признаком. Уровни каротиноидов бета-каротина были увеличены за счет традиционной селекции кукурузы и маниоки.
Иногда традиционное разведение невозможно. Например, не удалось увеличить содержание бета-каротина в рисе, картофеле или пшенице. Чтобы традиционная селекция работала, уровни питательных веществ в исходном урожае должны варьироваться. Некоторые культурные растения очень трудно разводить. Другие могут не начинать с определенного питательного вещества.
Трансгенные технологии и редактирование генов
Молекулярные подходы к биофортификации дополняют традиционную селекцию. Трансгенные методы перемещают полезный ген от одного вида к другому. Редактирование гена переписывает существующий ген, чтобы изменить его функцию.
Точный подход может быть другим, но результат генетического изменения обычно соответствует одной из следующих категорий. Сочетание стратегий часто приводит к наибольшему эффекту.

Сделайте больше каротиноидов. Трансгенная технология может дать растениям новый механизм образования каротиноидов. Другие генетические изменения увеличивают количество каротиноидных механизмов, уже имеющихся в растении. Некоторые гены кодируют белки, которые снижают уровень производимых каротиноидов. Отключение или отключение этих генов приводит к большему количеству каротиноидов.
Увеличение запасов каротиноидов. Каротиноиды накапливаются в специальных органеллах, называемых хромопластами. Генетические изменения заставляют растения производить больше или больше хромопластов.
Медленный распад каротиноидов. Генетические модификации увеличивают количество соединений, стабилизирующих каротиноиды. Они также могут снизить выработку белков, расщепляющих каротиноиды.

Каждая новая культура должна быть тщательно оценена, независимо от того, производится ли она с помощью традиционной селекции или молекулярных подходов. Важно, чтобы биообогащенные культуры работали в реальном мире для улучшения питания. Высокий уровень питательных веществ важен, но они должны быть в форме, которую организм может переваривать и усваивать. Также важно учитывать, будут ли фермеры выращивать новый сорт и будут ли его есть потребители.

Связанный контент:
Чтобы узнать больше о традиционных и молекулярных методах, которые обсуждаются Методы улучшения урожая. Чтобы молекулярные подходы работали, важно понимать генетику, стоящую за чертой. Узнайте больше о том, как растения производят каротиноиды, в разделе «Генетика окраски цветов».

Исследователи из лаборатории доктора Яову Юаня в Университете Коннектикута используют цветы обезьяны, чтобы узнать о каротиноидных пигментах.

Почти каждое растение, выращиваемое сегодня для еды, было улучшено с помощью традиционной селекции, молекулярных подходов или того и другого.

Каротиноиды в яичных желтках
Яичные желтки получают свой цвет от каротиноидов. Цвет варьируется в зависимости от типа и количества каротиноидов в рационе кур. Курица, которая ест морковь и помидоры, богатые каротиноидами, несет яйца с темно-оранжевыми желтками. Куры, получающие каротиноиды из зелени и желтой кукурузной муки, несут яйца с желтками желтого цвета. Яичные желтки могут быть даже почти бесцветными, если в рационе курицы мало каротиноидов.
Яйца являются хорошим источником каротиноидов для многих людей. В яичных желтках есть липиды, которые облегчают организму усвоение и использование жирорастворимых каротиноидов.