Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Изменение пищевой ценности растений↑ ⇐ ПредыдущаяСтр 35 из 35 Содержание книги
Поиск на нашем сайте
За многие годы агрономы и селекционеры достигли больших успехов в улучшении качества и повышении урожайности самых разных сельскохозяйственных культур. Однако традиционные методы выведения новых сортов растений, основанные на их скрещивании, весьма трудоемки и требуют много времени, а их возможности ограничены вследствие ограниченности набора генов у скрещиваемых линий. Генно-инженерные методы не только позволяют ускорить процесс получения растений с улучшенными свойствами, но и создавать сорта с новыми признаками, которые невозможно было бы передать растениям с помощью традиционных методов скрещивания. Аминокислоты Запасные белки, которые служат источниками углерода и азота прорастающих семян, состоят из ограниченного повторяющегося набора аминокислот. Пищевая ценность этих белков невелика, поскольку в них отсутствуют одна или несколько незаменимых аминокислот (обычно лизин или метионин). Аминокислотный состав запасных белков семян можно немного изменить обычным скрещиванием, а недавно для этих целей были использованы генно-инженерные методы. Когда кукуруза используется в качестве корма для скота, к ней добавляют соевую муку и очищенный лизин. Однако вместо того чтобы использовать дорогостоящий лизин, можно добавлять к кукурузе дешевую соевую муку, полученную из трансгенных растений сои, которые синтезируют в больших количествах лизин. Возможно, используя этот подход, успешно примененный на сое, удастся вывести сорт кукурузы, в семенах которой повышено содержание лизина. Такая кукуруза имела бы большую пищевую ценность.
Липиды По оценкам, в 1995 г. во всем мире было выработано растительного масла на сумму примерно 45 млрд. долл., а к 2010 г. эта величина составит 70 млрд. долл. Более 90% масла расходуется на производство маргарина, жиров, масла для салата и для жарки. Примерно 75% всех масличных культур приходится на долю сои, пальмы, рапса (канолы) и подсолнечника, а получаемые из них масла состоят главным образом из следующих жирных кислот: пальмитиновой, стеариновой, олеиновой, линолевой и линоленовой. С помощью генной инженерии можно изменять степень ненасыщенности и длину цепи этих кислот. Было создано и проверено в полевых условиях множество трансгенных сортов канолы, которые синтезировали масла с измененным жирнокислотным составом.
Изменение вкуса плодов Невкусные фрукты и овощи вряд ли будут пользоваться покупательским спросом, даже если они имеют высокую пищевую ценность. Конечно, вкус пищевых продуктов можно улучшить в процессе приготовления добавлением соли, сахара, ароматизаторов или других добавок, однако с экономической точки зрения было бы лучше, если бы пищевые продукты исходно обладали необходимыми вкусовыми качествами и выглядели более аппетитно. В плоде африканского растения Dioscorephyllum cumminsii содержится белок монеллин, примерно в 100 000 раз более сладкий, чем сахароза в эквимолярных количествах. Этот белок вполне может служить заменителем сахара, обладающим еще и тем преимуществом, что, не являясь углеводом, он не должен оказывать вредного воздействия на метаболизм. Монеллин — это двухцепочечный димер; А-цепь состоит из 45 аминокислотных остатков, В-цепь — из 50. Цепи связаны между собой слабыми нековалентными связями, и это ограничивает его применение в качестве подсластителя, поскольку при нагревании в процессе приготовления пищи или под действием кислот (например, лимонной или уксусной) он легко диссоциирует и теряет свои вкусовые качества. Задача создания трансгенных растений или микроорганизмов, способных синтезировать монеллин, усложняется тем, что необходимо клонировать и координированно экспрессировать два отдельных гена. Чтобы решить эту проблему, был химически синтезирован ген монеллина, кодирующий А- и В-цепи как один полипептид. Были созданы трансгенные растения томата и салата, синтезирующие химерный белок. Монеллин был обнаружен в зрелых и частично зрелых плодах и в листьях салата, но не в зеленых помидорах, при этом его содержание в томатах повышалось при резком повышении концентрации растительного гормона этилена. Сообщения о всесторонних испытаниях вкусовых качеств генетически подслащенных пищевых продуктов пока отсутствуют, но если результаты окажутся положительными, то описанный способ подслащения плодов можно будет использовать для многих культур.
Растения как биореакторы Растения дают большое количество биомассы, а выращивание их не составляет труда, поэтому разумно было попытаться создать трансгенные растения, способные синтезировать коммерчески ценные белки и химикаты. В отличие от рекомбинантных бактерий, которых культивируют в больших биореакторах (при этом необходимы высококвалифицированный персонал и дорогостоящее оборудование), для выращивания сельскохозяйственных культур не нужно больших средств и квалифицированных рабочих. Основная проблема, которая может возникнуть при использовании растений в качестве биореакторов, будет связана с выделением продукта введенного гена из массы растительной ткани и сравнительной стоимостью производства нужного белка с помощью трансгенных растений и микроорганизмов. Уже созданы экспериментальные установки по получению с помощью растений моноклональных антител, функциональных фрагментов антител и полимера поли-β-гидроксибутирата‚ из которого можно изготавливать материал, подверженный биодеградации.
Производство антител и их фрагментов с помощью трансгенных растений имеет ряд преимуществ перед их синтезом в клетках рекомбинантных микроорганизмов. Трансформация растений носит стабильный характер, чужеродная ДНК практически необратимо встраивается в растительный геном, в то время как большинство микроорганизмов трансформируются плазмидами, которые могут утрачиваться в ходе длительной или крупномасштабной ферментации. Кроме того, процессинг и укладка чужеродных белков в растениях аналогичны таковым в животных клетках, в то время как в бактериях процессинг, укладка и посттрансляционные модификации эукариотических белков затруднены. Можно создать условия, при которых чужеродные белки будут синтезироваться в семенах, где их целостность не нарушится длительное время.
Таким образом‚ вводя в геном растений чужеродные гены и обеспечивая их экспрессию, можно относительно быстро создавать новые сорта растений. Уже получены трансгенные растения, устойчивые к неблагоприятным условиям окружающей среды, к насекомым-вредителям, вирусам, гербицидам, окислительному и соленому стрессам. Выведены культуры с необычной окраской цветков, растения, имеющие более высокую пищевую ценность, растения с измененным вкусом плодов и т. д. Некоторые растения удалось модифицировать так, что они стали своеобразными фабриками по крупномасштабному синтезу ценных белков, например антител. Многочисленные трансгенные растения с измененными свойствами и повышенной пищевой ценностью прошли успешную проверку в лабораторных, а некоторые из них — в полевых условиях. К настоящему времени на рынок поступило лишь небольшое число генетически модифицированных растений, однако можно с уверенностью сказать, что в будущем они займут на нем достойное место.
ЛИТЕРАТУРА
1. Артамонов В.И. Занимательная физиология растений. М.: Агропромиздат‚ 1991. 2. Батурицкая Н.В.‚ Фенчук Т.Д. Удивительные опыты с растениями. Минск: Народная асвета‚ 1991. 3. Ботаника: Морфология и анатомия растений. М.: Просвещение‚ 1988. 4. Вайнар Р. Движения у растений. М.: Знание‚ 1987. 5. Гавриленко В.Ф.‚ Гусев М.В.‚ Никитина К.А.‚ Хоффман П. Главы физиологии растений. М.: Изд-во МГУ‚ 1986. 6. Геннис Р. Биомембраны: Молекулярная структура и функции. М.: Мир‚ 1997. 7. Глик Б.‚ Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. М.: Мир‚ 2002.
8. Грин Н.‚ Стаут У.‚ Тейлор Д. Биология. М.: Мир‚ 1990. Т. I-III. 9. Гудвин Т.‚ Мерсер Э. Введение в биохимию растений. М.: Мир‚ 1986. Т. I-II. 10. Дерфлинг К. Гормоны растений. Системный подход. М.: Мир‚ 1985. 11. Детари Л.‚ Карцаги В. Биоритмы. М.: Мир‚ 1984. 12. Климачев Д.А. Особенности химической и структурной оранизации растительного организма. М.: Изд-во МГОУ‚ 2003. 13. Красильникова Л.А., Авксентьева О.А., Жмурко В.В., Садовниченко Ю.А. Биохимия растений. Ростов н/Д: «Феникс», Харьков: Торсинг, 2004. 14. Михайловская И.С. Строение растений в связи с условиями жизни. М.: Просвещение‚ 1977. 15. Морозова Е.В.‚ Магидова Е.В.‚ Елагина Е.М. Особенности физиологии и экологии растений различных жизненных форм. Ч. 1. Смоленск: Изд-во СГПИ‚ 1997. 16. Полевой В.В. Физиология растений. М.: Высшая школа‚ 1989. 17. Полевой В.В. Фитогормоны. Л.: Изд-во ЛГУ‚ 1982. 18. Полянский И.И. Сезонные явления в природе. Л.; Учпедгиз‚ 1956. 19. Прусакова Л.Д.‚ Чижова С.И. Роль брассиностероидов в росте‚ устойчивости и продуктивности растений // Агрохимия. №11‚ 1996. С. 137-148. 20. Регуляция роста и питание растений. Вильнюс: "Мокслас"‚ 1980. 21. Рейвн П.‚ Эверт Р.‚ Айкхорн С. Современная ботаника. М.: Мир‚ 1990. Т. I-II. 22. Рис Э.‚ Стернберг М. Введение в молекулярную биологию: От клеток к атомам. М.: Мир‚ 2002. 23. Роль минеральных элементов в обмене веществ и продуктивности растений. М.: Наука‚ 1964. 24. Саламатова Т.С. Физиология растительной клетки. Л.: Изд-во ЛГУ‚ 1983. 25. Справочник по биологии. Под ред. К.М. Сытника. Киев: Наукова думка‚ 1985. 26. Тарчевский И.А. Сигнальные системы клеток растений. М.: Наука‚ 2002. 27. Тимирязев К.А. Солнце‚ жизнь и хлорофилл. М.: госуд. изд-во с/х литературы‚ 1956. 28. Трапезников В.К.‚ Иванов И.И.‚ Тальвинская Н.Г. Локальное питание растений. Уфа: изд-во "Гилем"‚ 1999. 29. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений. Под ред. Н.Н. Третьякова. М.: Колос‚ 1998. 30. Флиндт Р. Биология в цифрах. М.: Мир‚ 1992. 31. Холл Д.‚ Рао К. Фотосинтез. М.: Мир‚ 1983. 32. Хрипач В.А.‚ Лахвич Ф.А.‚ Жабинский В.Н. Брассиностероиды. Минск: Наука и техника‚ 1993. 33. Шевелуха В.С. Рост растений и его регуляция в онтогенезе. М.: Колос‚ 1995. 34. Шиголев А.А.‚ Шиманюк А.П. Изучение сезонных явлений. М.: Учпедгиз‚ 1962. 35. Шиголев А.А.‚ Шиманюк А.П. Сезонное развитие природы. М.: Госуд. изд-во географ. литературы‚ 1949. 36. Шнелле Ф. Фенология растений. Л.: Гидрометеорол. изд-во‚ 1961. 37. Шульц Г.Э. Общая фенология. Л.: Наука‚ 1981. 38. Эткинс П. Молекулы. М.: Мир‚ 1991. 39. Юсуфов А.Г. Лекции по эволюционной физиологии растений. М.: Высшая школа‚ 1996.
40. Юсуфов А.Г.‚ Магомедова М.А. История и методология биологии. М.: Высшая школа‚ 2003. 41. Ягодин Б.А. Питание растений. М.: МСА‚ 1980. 42. Якушкина Н.И. Физиология растений. М.: Просвещение‚ 1993. 43. Якушкина Н.И.‚ Денисова Г.М. Физиология роста и развития растений. М.: Изд-во МОПИ‚ 1985.
ПРИЛОЖЕНИЕ
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ОРГАНИЗМА
Таблица 1. Химический состав зерна‚ %
Таблица 2. Содержание белка в семенах и плодах
Таблица 3. Содержание сахара в нектаре растений
Таблица 4. Содержание энергии в растительном материале‚ ккал/г сухой массы
Таблица 5. Характеристика растительных масел
Таблица 6. Содержание ДНК в клеточных ядрах с диплоидным набором хромосом
Таблица 7. Размеры растительных клеток
Таблица 8. Размеры хлоропластов
Таблица 9. Размеры крахмальных зерен
Таблица 10. Максимумы поглощения растительных пигментов
Таблица 11. Скорость течения цитоплазмы в различных органах растений
Таблица 12. рН выжатого сока фруктов и овощей
Таблица 13. Хромосомные наборы растений
Таблица 14. Потенциал покоя растительных клеток и концентрация ионов калия на плазмалемме
Таблица 15. Скорость проведения возбуждения у растений
ВОДНЫЙ ОБМЕН РАСТЕНИЙ
Таблица 16. Осмотическое давление клеточного сока в листьях растений
Таблица 17. Осмотическое давление в растениях
Таблица 18. Годичное испарение воды
Таблица 19. Показатели транспирации растений (Т - температура‚ ВП – влажность почвы‚ ОВВ – относительная влажность воздуха)
Таблица 20. Кутикулярная транспирация растений
Таблица 21. Расход воды при образовании 1 кг сухой массы (коэффициент транспирации)
Таблица 22. Скорость проведения воды
Таблица 23. Количество устьиц на 1 мм2
Таблица 24. Длина устьичной щели
Таблица 25. Антитранспиранты метаболического действия
|