Kao moćan izvor proteina i ulja, soja je vitalna globalna kultura za hranu, stočnu hranu, industrijsku primenu i proizvodnju biogoriva. Čak i mala poboljšanja u sadržaju semena soje mogu stoga imati dalekosežne implikacije na poljoprivrednu produktivnost i globalne ekonomije.
Istraživanje koje je vodio Doug Allen, dr., naučnik USDA-Agricultural Research Service i član Centra za nauku o biljkama Donald Danforth Danforth, otkrilo je važnu ulogu koju igra jabučni enzim u povećanju proizvodnje sojinog ulja. Njihov rad, „Ekspresija jabučnog enzima otkriva subćelijsku particiju ugljenika za proizvodnju rezervnih rezervi u soji“, nedavno je objavljen u časopisu Novi fitolog.
Pod rukovodstvom Stjuarta Morlija, doktora nauka, postdoktorskog saradnika u Allen Lab, istraživački tim je istraživao ulogu jabučnog enzima u sastavu semena soje. Jabučni enzim je ključna komponenta centralnog metabolizma ugljenika, odnosno skup hemijskih reakcija koje se odvijaju unutar ćelija da bi se energija pretvorila u građevne blokove potrebne za rast i pravilno funkcionisanje ćelije.
Jabučni enzim je obezbedio provod između dva važna metabolita čvora u centralnom metabolizmu i može uticati na alokaciju ugljenika da bi se povećala proizvodnja ulja. Povećanje aktivnosti jabučnog enzima, povećanje nivoa ulja sojinog semena i izmena profila masnih kiselina u zrnu, nalazi koji bi mogli biti važni za razvoj održivih zelenih goriva i zamene za naftu.
„Enzim jabučne kiseline pruža elegantno rešenje za povećanje sadržaja ulja“, rekao je Morli, dok njihovo istraživanje pokazuje potencijal da se poveća proizvodnja ulja u sojinom zrnu strateškim manipulisanjem samo jednim enzimskim korakom. Rad koji ispituje ulogu jabučnog enzima u podeli ugljenika i centralnom metabolizmu bio je prvi dokaz u biljkama da bi promena ovog koraka mogla da poboljša lipide i bio je zasnovan na prethodnim studijama metaboličkog toka iz laboratorije.
Publikacija je proizvela komentar dr Jorga Švendera. viši naučnik, Brookhaven National Laboratori, koji je primetio da je njihova studija „stavila uvide koje su stekli u isporuku metaboličkih prekursora i energetskih kofaktora u sintezu ulja na test i došla do uspešnog dizajna metaboličkog inženjeringa“.
Ova studija se oslanjala na najsavremenije osnovne objekte u Centru Danforth, uključujući masenu spektrometriju i proteomiku i objekte za rast biljaka, kao i Laboratoriju za naprednu bioimaging. „Kapacitet da se proizvede uticajna, rigorozna nauka dolazi od korišćenja stručnosti i instrumenata koji su dostupni ovde u Centru“, primetio je Alen.
Njihov rad je takođe imao koristi od unakrsne saradnje sa institucijama kao što su Univerzitet Nebraska-Lincoln i Saint Louis Communiti College, koji su omogućili pristup specifičnom kPCR instrumentu „digitalne kapljice“ koji je tim koristio za određivanje nivoa ekspresije jabučnog enzima. „Ovo istraživanje ne bi bilo moguće bez podrške i zajedničkih napora drugih u ovim ustanovama i akademskim institucijama“, istakao je Alen.
Gledajući unapred, Morli planira da istraži dalje puteve za poboljšanje proizvodnje sojinog ulja, kao što je ukrštanje linija soje modifikovane jabučnim enzimom sa drugim linijama koje su projektovane da podstaknu proizvodnju ulja, potencijalno otključavajući dalje dobitke u proizvodnji lipida.
Implikacije su za obećavajuću budućnost u kojoj će usevi soje moći da budu prilagođeni rastućim zahtevima tržišta i doprinesu održivoj poljoprivredi, bezbednosti hrane i proizvodnji obnovljive energije. Pored toga, uticaj ovog istraživanja može se potencijalno proširiti i izvan soje, nudeći uvid u proizvodnju lipida u drugim kulturama i korišćenje genetskog inženjeringa za poboljšanje kvaliteta semena.
