I ricercatori del Texas A&M AgriLife stanno cercando di imparare come modificare il rapporto tra le due molecole di amido presenti nelle patate - amilosio e amilopectina - per aumentare il consumo di cibo e industriale applicazioni.
Le patate cerose, ad esempio, hanno applicazioni nelle linee di produzione di bioplastiche, additivi alimentari, adesivi e alcol a causa del loro alto contenuto di amilopectina.
Due articoli pubblicati di recente sull'International Journal of Molecular Sciences and Plant Cell, Tissue, and Organ Culture descrivono come la tecnologia CRISPR/Cas9 può far progredire l'uso della più grande coltura vegetale del mondo.
La tecnologia CRISPR/Cas9 ha ampliato il kit di strumenti per gli allevatori e rappresenta un modo più diretto e veloce per incorporare i tratti desiderati nelle popolari varietà di colture di patate commerciali.
Nel primo studio, evidenziato nell'articolo Plant Cell, Tissue and Organ Culture, una linea di patate contenente quattro copie di gfp, un gene della medusa che consente una visualizzazione dell'attività del gene basata sulla fluorescenza, è stata presa di mira per la mutazione utilizzando CRISPR/Cas9 sistema. In sostanza, questo progetto ha fornito una caratteristica facile da vedere che ha consentito ai ricercatori di ottimizzare la metodologia.
Tra le varie cultivar di patate valutate nel primo studio, il ceppo Yukon Gold ha rigenerato meglio, ed è stato quindi utilizzato per il secondo studio. Nel secondo studio ad eliminazione diretta, descritto nell'International Journal of Molecular Sciences, il gene nativo gbss nel ceppo tetraploide Yukon Gold è stato mirato ad eliminare efficacemente l'amilosio. Il risultato fu una patata ricca di amido di amilopectina e povera di amilosio.
"Le informazioni e le conoscenze che abbiamo acquisito da questi due studi ci aiuteranno a introdurre altri tratti desiderabili in questa coltura molto importante", Keerti Rathore, Ph.D., biotecnologo vegetale di AgriLife Research presso il Texas A&M Institute for Plant Genomics and Biotechnology e Dipartimento di Scienze del suolo e delle colture, ha detto, citato da Eurekalert.
Isabel Vales, Ph.D., allevatrice di patate della ricerca AgriLife presso il Dipartimento di scienze orticole del Texas A&M, ha osservato che le patate con livelli di amido da bassi a medi sono spesso utilizzate per il brodo fresco o da tavola. Ulteriori considerazioni importanti per il mercato del fresco includono l'aspetto del tubero, che include la struttura della pelle, il colore della pelle, il colore della carne e la forma del tubero. Varietà di patate speciali con forme diverse, come avannotti, dimensioni più piccole e colori della pelle e della carne rossi, viola o gialli, hanno recentemente guadagnato popolarità grazie alla loro facilità di cottura e all'aumento del valore nutritivo.
“La forma del tubero di patata è meno importante per scopi industriali che per il consumo umano. I tuberi di patata con deformità esterne causate da calore o stress da siccità o altri fattori possono essere reindirizzati a una miriade di usi, compreso il cibo per cani e bovini. Inoltre, la fecola di patate può produrre etanolo per il carburante o in bevande come la vodka; un sostituto biodegradabile della plastica; adesivi, leganti, agenti di consistenza e riempitivi per l'industria farmaceutica, tessile, del legno, della carta e altri settori. Per le applicazioni industriali, la quantità e il tipo di amido in una patata sono considerazioni importanti", ha affermato Vales.
Gli amidi più ricchi di amilopectina sono desiderabili per gli alimenti trasformati
Stephany Toinga, Ph.D., associata post-dottorato della Texas A&M AgriLife Research con Vales, ha affermato che gli amidi più ricchi di amilopectina sono desiderabili per gli alimenti trasformati e altre applicazioni industriali grazie alle loro proprietà funzionali uniche. Tali amidi, ad esempio, sono preferiti per l'uso come stabilizzante e addensante nei prodotti alimentari, nonché come emulsionante nei condimenti per insalata. L'amido di amilopectina viene utilizzato negli alimenti surgelati grazie alla sua stabilità al gelo e al disgelo. Inoltre, le patate ad alto contenuto di amido di amilopectina producono più etanolo di quelle ad alto contenuto di altri amidi.
Secondo gli esperti sopra menzionati, lo sviluppo di cultivar di patate con amido modificato potrebbe aprire nuove possibilità. Le patate con un alto rapporto tra amilopectina e amilosio, come il ceppo Yukon Gold geneticamente modificato, hanno applicazioni industriali oltre agli usi tradizionali. Le patate con alti livelli di amilosio e bassi livelli di amilopectina, invece, sarebbero preferite per il consumo umano.
L'amilosio agisce come una fibra e non rilascia glucosio facilmente come l'amilopectina, determinando un indice glicemico più basso e rendendo le patate più accettabili per i diabetici.
L'amido di tuberi T2-7 potrebbe trovare applicazioni industriali nei settori cartario e tessile come adesivi/leganti, bioplastiche ed etanolo. L'amido di tuberi di questo ceppo sperimentale, grazie alla sua stabilità al gelo-disgelo senza la necessità di modifiche chimiche, dovrebbe essere utile anche nella produzione di alimenti congelati. Le patate con amilopectina come forma esclusiva di amido dovrebbero anche produrre più etanolo per uso industriale o per creare bevande alcoliche.
Come passo successivo per questi studi, il ceppo T2-7 è stato autoimpollinato e incrociato con il donatore del ceppo Yukon Gold e altri cloni di patate per eliminare gli elementi transgenici.