science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoge opbrengst, eiwit met sojabonengen

Oogsten van sojabonen onderzoekspercelen met een perceel maaidorser. Krediet:Brian Diers

Restanten kunnen behoorlijk waardevol zijn. Bijvoorbeeld, wanneer sojabonen worden geplet en de olie wordt geëxtraheerd, wat overblijft wordt sojameel genoemd. Deze rest wil je bewaren.

Sojameel bevat hoogwaardige eiwitten. wereldwijd, bijna 98% van het geproduceerde sojameel wordt gebruikt in diervoeder. De Voedsel- en Landbouworganisatie van de Verenigde Naties noemt het "de belangrijkste en meest geprefereerde bron van hoogwaardig plantaardig eiwit voor diervoeder".

Maar sojatelers staan ​​voor een uitdaging. Het is moeilijk gebleken om sojavariëteiten te ontwikkelen met zowel een hoog eiwitgehalte als een hoge opbrengst. Deze twee kenmerken zijn negatief gecorreleerd:wanneer de sojaopbrengst hoog is, eiwitniveaus hebben de neiging af te nemen, en vice versa.

Plantenveredelaar Brian Diers en collega's hebben dit probleem aangepakt in een nieuwe studie. Hun eerste resultaten suggereren dat het mogelijk zou kunnen zijn om sojabonen te kweken met een hogere eiwitconcentratie zonder de opbrengsten significant te verminderen.

"Telers worden doorgaans betaald op basis van het gewicht van de sojabonen die ze aan kopers leveren, " zegt Diers, een onderzoeker aan de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign. "Daarom, telers beslissen welke sojavariëteiten ze willen telen, voornamelijk op basis van opbrengsten."

Als eiwitrijke sojavariëteiten relatief lage opbrengsten hebben, ze mogen niet worden gekozen door telers, zegt Diers.

InVoor deze studie, de onderzoekers testten een gen dat het eiwit verhoogt door het in twee verschillende sojavariëteiten te kweken. De resultaten waren veelbelovend. Planten van beide variëteiten met het hoge eiwit-gen hadden een verhoogde eiwitconcentratie en vertoonden geen significante afname van de opbrengsten.

"De studie heeft ook ons ​​begrip van de genetica van eiwitconcentratie in soja vergroot, ", zegt Diers. "Dat is belangrijk omdat de eiwitconcentratie van sojabonen door veel genen wordt beïnvloed."

Percelen voor het kruisen van sojabonen uit proeven in Urbana, Illinois. Krediet:Brian Diers

Deze genen zijn verspreid over verschillende locaties in het soja-DNA. Verschillende versies van genen op elke locatie kunnen leiden tot een hogere of lagere eiwitconcentratie in soja.

Het DNA in sojacellen - zoals in alle plantaardige en dierlijke cellen - is verpakt in structuren die chromosomen worden genoemd. De onderzoekers richtten zich op een gen op chromosoom 15, waarvan eerder werd aangetoond dat het de eiwitconcentratie beïnvloedt. "Maar er is geen onderzoek gedaan naar de invloed van dit gen op agronomische eigenschappen, zoals opbrengst, ', zegt Diers.

Ze ontwikkelden experimentele lijnen met en zonder het eiwitrijke gen door het gen te kweken in twee sojavariëteiten en de lijnen te testen op zowel eiwitconcentratie als opbrengst.

"We ontdekten dat dit gen op chromosoom 15 de eiwitconcentratie consequent verhoogde, ", zegt Diers. Het gen verhoogde de eiwitconcentratie tussen 8 en 14 gram per kilogram sojabonen. "Dit gen zou een goede keuze kunnen zijn voor kwekers om te gebruiken als ze sojabonen willen met een hogere eiwitconcentratie."

Wel zagen de onderzoekers een afname van de zaadolieconcentratie als gevolg van het gen. Echter, ze zagen geen significante vermindering van de opbrengst. Dat staat in contrast met de impact van een gen op chromosoom 20 dat de eiwitconcentratie verhoogde, maar ook de opbrengst van sojabonen aanzienlijk verminderde.

Echter, Diers is voorzichtig met de niet-significante opbrengstdalingen die in het onderzoek worden waargenomen. "We zagen wel een negatieve rentetrend, maar het was niet statistisch significant, " hij zegt.

Het gen werd getest door het in twee varianten te kweken. Dat is belangrijk omdat "genen moeten worden geëvalueerd voor verschillende variëteiten, ", zegt Diers. "Soms werken genen alleen in sommige rassen en niet in andere." Het is belangrijk voor veredelaars om deze informatie te hebben om verrassingen te voorkomen.

Hoog proteïnegehalte, sojavariëteiten met een hoge opbrengst zouden aantrekkelijk zijn voor telers en eindgebruikers. Het eiwit in sojameel wordt als hoogwaardig beschouwd omdat het is samengesteld uit een redelijk uitgebalanceerde reeks aminozuren. "Sojameel is een goede aanvulling op maïs in veevoer, ', zegt Diers.

Diers werkt nu aan het genereren van een meer gedetailleerde kaart van chromosoom 15. Een nauwkeurigere genetische kaart zou kwekers kunnen helpen bij het genereren van andere eiwitrijke sojavariëteiten.