Singapur Nanyang Teknoloji Üniversitesi (NTU) bilim insanları; laboratuvar koşullarında tohumlardaki doğal yağ verimini yüzde 15’e kadar artırabilecek, yeni bir genetik modifikasyon göstermenin sürdürülebilir bir yolunu geliştirdiler.
Yeni yöntem; artan küresel talebi görmeye devam eden milyarlarca dolarlık bir endüstride bulunan kanola, soya fasulyesi ve ayçiçeği gibi bitkilere uygulanabilir.
NTU Biyolojik Bilimler Okulu’ndan Yardımcı Doçent Wei Ma liderliğindeki araştırma ekibi; ürettikleri yağ miktarını düzenleyen bitkilerde anahtar bir proteini genetik olarak değiştirdi. Bu da tohumda daha çok çimlenme için bir enerji kaynağı görevi gören daha büyük yağ rezervlerine yol açar.
Ekibin patent bekleyen yöntemi; bitkilerin yağ üretimini düzenleyen “Wrinkled1” veya “WRI1” olarak bilinen anahtar proteinin değiştirilmesini içerir. Değişiklikten sonra, tohumlar; bilimsel kod adının temeli olan buruşuk bir görünüme sahiptir.
Laboratuvarda, bu modifiye edilmiş tohumlar; yüzde 15 daha fazla doğal yağ üretebilen tohum yağı artışını başarıyla göstermiştir. Araştırma bulguları Plant Signaling & Behavior adlı bilimsel dergide yayınlandı.
Yrd.Doç.Dr. Ma: “Bitki tohumu yağı günlük beslenmemizde vazgeçilmez bir bileşendir. Tarım endüstrisi; bitki yetiştiriciliğinin çevresel etkilerini azaltırken ve özellikle arazi kullanımının azaltılmasını sağlarken, tarımsal endüstri de bitkilerin verimini en üst düzeye çıkarmanın yollarını aramaktadır. Bu sistem düşük maliyetli bir yöntem ve aynı zamanda tarım araştırmalarında yeni kapılar açıyor.”
Petrol verimini sürdürülebilir bir şekilde artırma yeteneğinin daha yüksek ekonomik kazanımla sonuçlanması bekleniyor.
Biyoyakıt Üretimi İçin Destek
Tohum yağındaki verim artışı, bitkisel yağlar gibi organik kaynaklardan üretilen temiz bir yakıt olan biyoyakıt üretimine de fayda sağlayacaktır.
Biyoyakıt; fosil yakıt kirliliğini azaltmak için korunan ormanlardaki makinelere güç vermek ve otomobiller, gemiler ve uçaklar tarafından uzun mesafeli taşımayı teşvik etmek de dahil olmak üzere çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır.
Ma: “Bitkisel yağlara yönelik küresel talebin çok hızlı bir şekilde arttığı ve 2030 yılına kadar ikiye katlanacağı tahmin ediliyor. Ayrıca, petrolden daha temiz ve daha sürdürülebilir bir yakıt kaynağı sağlayabilecek çeşitli uygulamalarda biyoyakıt kullanımı konusunda araştırmalar artıyor. Soya fasulyesi, ayçiçeği ve kanola gibi önemli mahsullerin yağ üretiminin arttırılması bu nedenle daha sürdürülebilir ve daha yeşil bir gelecek için şarttır.”
Halen, teknolojiyi ticarileştirmek ve daha da geliştirmek için endüstriyel işbirliği araştırılıyor.
NTU ekibi ayrıca; bitkilerin yağ rezervlerini en üst düzeye çıkarmak için, örneğin yağ üretimi için saplar gibi diğer bitki parçalarını kullanarak, başka yollar da inceliyor.
Yağ Verimini Arttırmanın Sürdürülebilir Yolu
Tohum yağı verimini arttırmaya yönelik daha önceki araştırmalar; aşırı ekspresyon olarak bilinen WRI1 protein sayısının arttırılmasını gerektiriyordu. Ancak bu, yağ veriminin istikrarlı ve tutarlı bir şekilde arttırılmasında başarılı olamadı.
Yardımcı Doçent Ma; Arabidopsis* (Fare Kulağı Teresi ) bitkisini kullandı. Araştırma için, ideal bir model bitki görevi gören ayçiçeği, kanola ve soya fasulyesi gibi bitkilerin tüm özelliklerini içerir.
NTU araştırma ekibi; WRI1 proteinini stabilize eden ve diğer proteinlerle etkileşime girme yeteneğini geliştiren patent bekleyen bir yöntem geliştirdi. Bu yöntem; doğal yağ üretmedeki etkinliğini arttırır ve yöntem diğer mahsullerde kolayca yapılabilir. Bu; aynı zamanda sanayilerin, tarım için kullanılan arazilerin miktarını artırmak yerine, doğal yağlar üretmelerinin daha sürdürülebilir bir yolunu teşvik ediyor.
ABD merkezli uluslararası hibrit tohum üreticisi DuPont Pioneer‘in Müdürü Dr. Bo Shen: “Bitkisel yağ biyodizel üretimi ve diyet tüketimi için önemli bir yenilenebilir kaynaktır. Dünyada toplam bitkisel yağ üretimi, 2017 yılında yaklaşık 185 milyon tona ulaşmıştır. Wrinkled1 (WRI1); mısır, soya, kanola ve hurmadaki yağ biyosentezini kontrol eden her yerde bulunan bir regülatördür. Ma’nın WRI1 konusundaki araştırması küresel öneme sahip olabilir. WRI1’in yağ biyosentezini nasıl düzenlediğinin daha iyi anlaşılması, daha fazla yağ üreten bitkilerin nasıl üretildiğini açıklayabilir. “
Synthetic Genomics‘te Bilim İnsanı Dr. Eric Moellering: “Yardımcı Doçent Ma’nın bitki transkripsiyon faktörü WRI1’in araştırması, tohum yağı biyosentezinin nasıl düzenlendiğine dair anlayışımızı büyük ölçüde geliştirdi. WRI1 geni bir süredir bilinmesine rağmen, Ma’nın araştırması; işlevi için kritik olan WRI1 proteininin yapısal özellikleri, WRI1’in diğer düzenleyici proteinler ile etkileşimleri ve WRI1’in dışındaki proseslerdeki rolü hakkında temel bilgileri ortaya koydu. Bu keşifler hiç şüphesiz çeşitli mahsullerde tohum yağı veriminin optimizasyonuna katkıda bulunacak. Ma’nın araştırması, büyüyen bir dünya nüfusunu beslemek ve yenilenebilir ulaşım enerjisi geliştirmek için karşılaştığımız 21. yüzyıla ait bazı zorlukların üstesinden gelmeye yardımcı oluyor.”
*Fare Kulağı Teresi – Arabidopsis thaliana: Turpgiller familyasından görece sık rastlanan bir bitki türü. İlk kez onaltıncı yüzyılda Johannes Thal tarafından tarifi yapılmıştır. Bu bitkiyi Almanya’da Harz Sıradağları bölgesinde bulur ve Pilosella siliquosa adını verir.
