口袋K号12:延迟成熟技术


成熟是果蔬成熟过程中的一个正常阶段。发病时,这种水果或蔬菜被认为是不可食用的,只需要几天时间。这个不可避免的过程给农民和消费者带来了巨大的损失。

科学家们一直在努力推迟水果的成熟期,这样农民们就可以灵活地推销他们的产品,并确保消费者能够“从花园中获得新鲜的”农产品。

果实成熟过程

乙烯是一种与生长有关的天然植物激素,发展,许多植物的成熟和老化。据说这种植物激素能促进包括香蕉在内的各种水果的成熟。菠萝,西红柿,mangoes,甜瓜,还有木瓜。根据水果的种类,其产量不同。But when the concentration of ethylene reaches 0.1-1.0 ppm (parts per million),更年期水果的成熟过程被认为是不可逆的。

更年期水果通常在成熟后收获,然后在运输和储存过程中迅速成熟。Important tropical fruits such as banana,芒果,番木瓜,菠萝和番石榴就是这些水果的例子。非更年期水果在收获后不成熟。因此,为了达到充分的成熟和风味,这些水果,如草莓和橙子,通常在它们完全成熟后收获。

西红柿,水果要花45-55天才能完全成熟。之后,it starts to undergo the ripening process.果实中乙烯的产生反过来表明不同酶的活性,导致生理变化,如颜色从绿色变为红色。水果的软化,以及其独特的味道和香气的发展。

通常情况下,农民在他们还处于绿色的时候采摘他们的农产品。然后,当水果或蔬菜到达目的地时,用乙烯气体喷洒水果或蔬菜,诱导其成熟过程。为了长途运输,水果和蔬菜要冷藏,以防止损坏和延迟成熟。

然而,这些收获后的做法有缺点。过早收获的水果,尽管看起来是成熟的,但可能会导致味觉和质量差。长期冷藏运输的水果也有质量下降的趋势。

控制成熟过程

There are several ways by which scientists can control the ripening process by genetic modification.

Regulation of Ethylene Production

生产的乙烯量主要可以通过“关闭”或减少水果中乙烯的生产来控制,有几种方法可以做到这一点。它们包括:

a.抑制ACC合成酶基因表达。ACC (1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid) synthase is the enzyme responsible for the conversion of S-adenosylmethionine (SAM) to ACC;乙烯生物合成的第二步到最后一步。当反义(镜像)或合成酶基因的截短拷贝插入植物基因组时,酶的表达受到阻碍。
B.插入ACC脱氨酶基因。The gene coding for the enzyme is obtained from氯仿假单胞菌,一种常见的非致病性土壤细菌。它将ACC转换成不同的化合物,从而减少可用于乙烯生产的ACC量。
c.Insertion of the SAM hydrolase gene.This approach is similar to ACC deaminase wherein ethylene production is hindered when the amount of its precursor metabolite is reduced;在这种情况下,SAM is converted to homoserine.这种酶的基因编码来源于e.coliT3噬菌体。
d.抑制ACC氧化酶基因表达。ACC氧化酶是催化ACC氧化为乙烯的酶,乙烯生物合成途径的最后一步。通过反感知技术,ACC氧化酶基因的下调会抑制乙烯的生成。thereby delaying fruit ripening.

乙烯感知控制

Since ethylene signals the onset of fruit ripening,一些植物的延迟成熟可以通过改变乙烯受体来实现。基因ETR1就是一个例子,它被证明编码一种乙烯结合蛋白。具有改性ETR1的植物缺乏对乙烯的反应能力。

多聚半乳糖醛酸酶活性的抑制

聚半乳糖醛酸酶(pg)是果胶分解的酶。维持植物细胞壁完整性的物质。果胶分解发生在成熟过程的开始,导致水果软化。用这种方法生产出具有dr特性的水果,scientists insert an anti-sense or a truncated copy of the PG gene into the plant's genome resulting in a dramatic reduction of the amount of PG enzyme produced thereby delaying pectin degradation.

DR技术的优势

产品保质期的延长为生产商和消费者提供了几个优势:

  1. 确保市场上的优质水果和蔬菜。农民现在可以等到水果和蔬菜完全成熟后再从葡萄藤上摘下,从而使水果散发出全部的品质。消费者将从他们的钱中得到价值。
  2. 扩大农民的市场机会,因为他们的农产品现在可以长时间运输,其中一些甚至不需要冷藏。
  3. 减少收割后损失。与传统水果相比,Dr水果不容易变软,因此在搬运和运输过程中更容易受到损坏。这确保了收获的水果中有很大一部分最终进入市场货架。
  4. 延长水果或蔬菜的保质期,因为它们在较长时间内保持新鲜和营养。这些水果不容易“翻山越岭”。


DR技术的安全方面

有史以来第一个被批准上市的转基因作物是由calgene生产的flavr-savrtm番茄,股份有限公司。(美国)1994。在深入研究了DR技术及其产品之后,美国监管机构得出结论,DR技术是安全的,it produces tomatoes that have the same nutritional composition as the conventional ones and that show no difference in levels of allergens or toxins compared to normal fruit.此外,实地试验表明,番茄博士不会对其他植物或任何非目标生物造成任何威胁。

Other DR tomatoes that followed thereafter have also been granted deregulated status by regulatory agencies in several countries including the U.S.,加拿大和墨西哥。1996,英国食品安全监管机构也对Zeneca Seeds研发的Dr番茄大加赞赏,但目前还没有在超市销售。

欧洲第一

2月5日,1996,Safeway和Sainsbury超市在英国的分支机构开始销售由转基因番茄制成的纯番茄。这是欧洲首次出售由转基因生物制成的食品。

罐头上的标签清楚地表明产品是用转基因番茄制成的。Although there was no legal requirement to label the product,两家超市从一开始就采取了“开放”的信息政策。对于好奇心强的客户来说,信息并不短缺:提供了描述产品的传单,its benefits to the environment and consumer,技术,以及产品必须通过的监管流程。

据超市说,大约80家最初供应的商店销售活跃。Figures indicated that once they bought the product,shoppers came back for more.1997年11月,西夫韦商店宣布他们已经卖出了25万罐的产品,改性番茄酱每店的平均销售额超过了传统的同类产品。其中一个原因可能是价格:新的采购价格为29便士,170克,而传统的价格略高:29便士,142克。

这两家连锁超市都承诺,新产品将始终与传统的同类产品一起提供。这一举措令消费者团体感到高兴,他们没有异议,前提是它是安全的,而且消费者总是可以选择。

然而,1999年初,公众对转基因食品的担忧引发了商业压力,迫使塞恩斯伯里公司宣布将停止销售该产品。到1999年7月,库存已经耗尽。

来源:网址:http://www.ncbe.reading.ac.uk/ncbe/gmfood/tomato.html

DR技术现状

延迟成熟(DR)技术已应用于番茄。甜瓜,木瓜。An interesting application of DR technology is in floriculture where experiments are underway to apply the technology to delay the withering of flowers.

在东南亚,DR technology is being applied for use in papayas,该地区流行的自给食品和部分普通饮食。这项技术可以显著增加该地区消费者和小规模、资源贫乏的农民食用这种营养丰富的水果的可能性。

具有dr特性的作物国家的监管批准。

作物 国家 批准类型
康乃馨 澳大利亚
挪威
栽培
栽培
Melon 美国 食物
番茄 中国
加拿大
墨西哥
美国
食物,饲料,栽培
食物
食物
食物,饲料,栽培

资料来源:ISA威廉希尔AA GM批准数据库。http://www.威廉希尔isaaa.org/gmaprovaldatabase.

工具书类

  • 布莱克公元前H.肯杰河。2000。乙烯:植物中的一种气体信号分子。细胞与发育生物学年鉴16:1-18。
  • 催化发电机,股份有限公司。n.d.乙烯。http://catalytisigenerators/com/whatiselene.html.
    基本生物安全。2002。Agriculture and Biotechnology Strategies,股份有限公司。
  • Hautea,R.Y.K.ChanS.附件和A.F.Krattiger。1999。东南亚木瓜生物技术网:生物安全考虑和木瓜背景资料。威廉希尔ISAAA简介No.11。威廉希尔Ithaca:纽约。
  • 威廉希尔ISAAA.2003。东南亚木瓜生物技术网络报告。
  • PBS和ABSP II。2004。农业生物技术:简介3:什么是转基因作物?http://absp2.cornell.edu/williamhillresources/briefs/documents/warp_briefs_eng_scr.pdf.

*更新日期:2018年10月

下一个口袋K:常规植物育种

  • 可折叠版本(PDF)

  • 英语
  • 文件版本(PDF)

  • 英语