Генетически модифицированная морковь, производящая белок низин, перспективна в качестве натурального пищевого консерванта.

недавно Научные отчеты В исследовании изучается антибактериальный эффект белка низина, экспрессируемого в моркови.

Стади: Оценка антибактериальных свойств пептида низина, экспрессируемого в моркови. Изображение предоставлено: nblx/shutterstock.com

фон

Порча пищевых продуктов происходит из-за микробного загрязнения, при котором эти пищевые продукты претерпевают изменения своей пищевой ценности, вкуса, текстуры и цвета из-за синтеза микроорганизмами различных ферментов и химических веществ. Таким образом, нежелательный рост микробов в пищевых продуктах негативно влияет на здоровье человека и национальную экономику.

Обычно, чтобы отсрочить или предотвратить порчу продуктов, в них добавляют консерванты. Консервантом могут быть синтетические или натуральные вещества, добавляемые в пищевые и медицинские изделия для предотвращения роста микробов при хранении.

Некоторые распространенные консерванты, используемые в пищевой промышленности, включают нитриты, сорбаты, бензоаты и сульфаты. Что еще более важно, предыдущие исследования показали, что некоторые химические консерванты, такие как нитрит и диоксид серы, оказывают вредное воздействие на человека. Следовательно, необходимо понимать побочные эффекты химических добавок.

Большинство химических консервантов вредны для печени, поскольку эти химические вещества оказывают давление на печень, заставляя ее выводить их из организма. Напротив, натуральные или «зеленые» консерванты, полученные из микробных, животных или растительных источников, имеют ограниченные побочные эффекты.

Многие бактерии, в том числе молочнокислые, производят пептиды, обладающие противомикробными свойствами. Низин считается одним из лучших антибиотиков, выпускаемых многими компаниями. Лактококк лактис штаммы и используется во многих странах в качестве пищевого консерванта.

Гены, кодирующие антимикробные пептиды, были введены в растения, что привело к превосходной устойчивости к микробным патогенам. Хотя антимикробные гены, такие как цекропин B, были введены в рис в прошлом, белок низин еще не был включен в растения.

Об исследовании

В текущем исследовании изучалось производство белка низина в генетически модифицированных растениях моркови. Для данного исследования было выбрано морковь, поскольку она непосредственно используется во многих готовых продуктах. В этом исследовании была выдвинута гипотеза, что низин, экспрессируемый в трансгенных растениях моркови, может служить консервантом пищевых продуктов и положительно снизить использование вредных синтетических консервантов в пищевых продуктах.

Последовательности гена низина Лактококк лактис Получено с веб-сайта Национального центра биотехнологической информации (NCBI). Активность гена оценивали для оптимального производства низина.

Кроме того, ген низина был клонирован в BAM-плазмиду pBI121.Привет И сумкая Сайты ограничения. Сигнальная последовательность KDEL также была добавлена ​​в конец гена.

Для амплификации рекомбинантный pBI121 трансформировали в бактерии кишечной палочки (Dh5α) штамм. Впоследствии плазмиду перенесли в… Агробактерия Превратиться в растение. Растения моркови погружали в пыльцевую жидкость, содержащую… Агробактерия Он содержит ген низина, и в конечном итоге было получено генетически модифицированное растение моркови.

Для улучшения генетической трансформации растений моркови концентрация инокулята должна содержать… сельскохозяйственные бактерии, Были усовершенствованы антибиотики цефотаксим и канамицин. Это очень важный шаг, поскольку растения, не содержащие ГМО, могут расти в концентрации, меньшей оптимальной.

Анализ полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР) наряду с другими анализами был проведен для подтверждения успешного включения гена низина с помощью Агробактерия У растений моркови.

Полученные результаты

ОТ-ПЦР подтвердила экспрессию гена низина в трансгенных растениях моркови и была дополнительно подтверждена с помощью дот-блоттинга ДНК и твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА). Белок листьев экстрагировали из трансгенных и нетрансгенных растений для оценки антибактериальных свойств низина.

Для определения антибактериальных свойств низина использовали тест Agar Overlay. С этой целью низин смог ингибировать грамположительные бактерии. Золотистый стафилококк И грамотрицательные бактерии Кишечная палочка. Примечательно, что у контрольных или нетрансгенных растений не наблюдалось антибактериального ингибирования.

В соответствии с предыдущими отчетами настоящее исследование показало, что увеличение концентрации экстракта усиливает антибактериальную активность. Была оценена стабильность белка низина, экстрагированного из генетически модифицированных растений моркови, а также его антибактериальная активность в персиковом и апельсиновом соке.

В этих экспериментах было обнаружено, что низин контролирует рост бактерий до 10%.⁶ Колониеобразующие единицы (КОЕ)/мл. Этот результат указывает на то, что белок низин, экстрагированный из листьев ГМ-моркови, может оставаться стабильным в соках и контролировать рост бактерий, что указывает на возможность использования низина в качестве естественного консерванта для фруктовых соков.

Оценена генетическая стабильность трансгенных растений моркови. В этом контексте были использованы праймеры с простым повтором последовательности (ISSR), что указывало на высокую генетическую стабильность между материнским растением и растением, регенерированным посредством соматического эмбриогенеза в растениях моркови.

Выводы

Настоящее исследование предоставляет доказательства, подтверждающие потенциал белка низина в качестве естественного консерванта в пищевых продуктах. Результаты экспериментов показывают, что этот рекомбинантный белок может эффективно ингибировать микробные патогены в соках, не меняя вкуса и цвета.