Дальнейшее продвижение овса как источника здоровой пищи зависит от оптимизации состава масла в зерне

Недавнее исследование ученых Университета Макгилла предлагает способ повышения пищевой ценности овса за счет увеличения содержания в нем олеиновой кислоты — типа полезного жира, известного своей пользой для сердечно-сосудистой системы и потенциалом для снижения риска развития диабета.

Результаты также предполагают, что эта модификация может улучшить их окислительную стабильность, делая продукты на основе овса, такие как «овсяное молоко», менее подверженными порче. Исследование опубликовано в журнале Plant Biotechnology Journal.

«Эти результаты открывают путь к созданию сортов овса и других зерновых культур с более высокой пищевой ценностью, специально разработанных для решения конкретных проблем со здоровьем. Этот прорыв открывает большие перспективы как для сельскохозяйственной отрасли, так и для здоровья потребителей, предлагая новый подход к разработке культур, богатых питательными веществами, - пояснил Джасвиндер Сингх, доцент кафедры растениеводства, возглавлявший исследование.

Исследовательская группа использовала методы генной инженерии, чтобы изменить способ производства масла овсом, сосредоточившись на ключевых генах и ферментах, участвующих в производстве жира.

«Овес хорошо известен своим высоким содержанием клетчатки, но теперь, с обогащенным жировым профилем, он предлагает еще более полный набор питательных веществ», - сказал Чжоу Чжоу, научный университета и первый автор исследования.

Ученые заявили, что результаты исследования, как ожидается, будут представлять особый интерес для производителей овсяного молока, которые выиграют от более длительного хранения продуктов.

Они поясняют, что оптимизация признаков масла в овсе путем традиционной селекции является сложной задачей из-за его количественной природы и сложности генома овса: «Мы ввели две конструкции, содержащие три ключевых гена, неотъемлемых для биосинтеза липидов и/или регуляторных путей из Arabidopsis (AtWRI1 и AtDGAT1) и Sesam ( SiOLEOSIN ), в сорт овса «Park» для изменения состава жирных кислот. Были получены четыре гомозиготные трансгенные линии с частотой трансформации 7%. Экспрессия этих введенных генов инициировала всестороннее транскрипционное перепрограммирование в зернах и листьях овса. Примечательно, что эндогенные гены DGAT, WRI1 и OLEOSIN испытали апрегуляцию, в то время как гены, связанные с биосинтезом жирных кислот, такие как KASII, SACPD и FAD2, продемонстрировали антагонистические паттерны экспрессии между зернами и листьями овса. Транскриптомный анализ выявил значительную дифференциальную экспрессию генов, особенно обогащенную метаболизмом липидов. Сравнивая трансгенные растения овса с диким типом, мы наблюдали значительное увеличение до 34% содержания олеиновой кислоты в зернах овса. Кроме того, были отмечены заметные улучшения общего содержания масла в листьях овса, а также изменения первичных метаболитов как в зернах, так и в листьях овса, при сохранении гомеостаза в трансгенных растениях овса. Эти результаты подчеркивают эффективность генной инженерии в манипулировании составом и содержанием масла овса, предлагая многообещающие последствия для потребления человеком и кормления животных посредством программ улучшения урожая овса».

Исследователи ожидают большой интерес со стороны производителей овса к сотрудничеству в целях разработки высококачественных, питательных и долговечных овсяных продуктов.

«В перспективе мы намерены оптимизировать сорта овса для достижения ряда целей, связанных с питанием и здоровьем, с помощью точных методов редактирования генов. Перепрограммирование транскриптома биосинтеза липидов, вызванное метаболической инженерией, значительно улучшает состав масла в овсе», заключил Сингх.