Frontiers Редакційні протеїнові культури Їжа та корми для майбутнього Наука про рослини

Селекція рослин

Ця стаття є частиною Теми дослідження

Білкові культури: Їжа та корми на майбутнє Переглянути всі 29 статей

Редаговано
Дієго Рубіялес

Інститут сталого сільського господарства, Іспанська національна наукова рада, Іспанія

frontiers

  • Завантажити статтю
    • Завантажте PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Додаткові
      Матеріал
  • Експортне посилання
    • EndNote
    • Довідковий менеджер
    • Простий текстовий файл
    • BibTex
ПОДІЛИТИСЯ НА

Редакційна СТАТТЯ

  • 1 Біологія агросистем, Misión Biológica de Galicia, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Понтеведра, Іспанія
  • 2 Інститут сільськогосподарської біології та біотехнологій, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Мілан, Італія
  • 3 Інститут сільськогосподарських наук (ICA), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Мадрид, Іспанія
  • 4 Генеральний директор, відповідальний за дослідження та стратегію, Французька організація сільськогосподарських досліджень та міжнародного співробітництва (CIRAD), Монпельє, Франція
  • 5 Науково-дослідний підрозділ з управління відновлюваними ресурсами та довкіллям (UPR GREEN) (CIRAD), Монпельє, Франція

У цю тему дослідження (Білкові культури: Їжа та корми на майбутнє) були включені статті, що стосуються різних аспектів білкових культур, таких як селекція та вибір сортів з високою врожайністю або певними ознаками, біорізноманіття, стале вирощування, використання продуктів харчування та кормів, харчова цінність, користь для здоров’я та соціально-економічні чи екологічні проблеми, які можуть вважатися вирішальними для забезпечення рослинних білків майбутнього.

Нові рамки оцінки були розроблені Reckling et al. і застосовується у п’яти регіонах тематичного дослідження в Європі з метою оцінки компромісів між економічними та екологічними наслідками інтеграції бобових культур у системи посівів. Системи посіву зернобобових культур значно зменшили викиди закису азоту та використання азотних добрив в орних та кормових системах. Однак зернобобові зменшили валову рентабельність у 3 з 5 регіонів, тоді як кормові бобові збільшили валову рентабельність у 3 з 3 регіонів. Бобові культури також виявились корисними при сівозміні та взаємодії з зерновими. Correa-Galeote та ін. доповідь про зміну бактеріальних спільнот у ризосфері кукурудзи внаслідок врожаю конюшини.

Тому збільшення вирощування бобових культур може призвести до економічних конкурентних систем посівів та позитивного впливу на навколишнє середовище, але досягнення цієї мети вимагає розробки нових стратегій управління, що базуються на залученні радників та фермерів, і часто необхідно підтримувати фермерів у їхніх зусиллях покращити рівень біорізноманіття на своїх фермах. Оскільки багато бобових культур запилюються, важливість взаємодії рослини-запилювача (ІПП) у бобових культур полягає в поєднанні важливості запилення для виробничої служби та стратегій розведення, а також зростаючої актуальності для пом'якшення зменшення кількості запилювачів через розробка та впровадження природоохоронних заходів. Дослідження Сузо та співавт. Про ІЦВ охоплює цілий ряд оглядів, думок та перспектив, і пропонуються два основні підходи: (а) землеробство з альтернативними запилювачами та (б) система проектування врожаю.

Лукас та ін. зосередитися на майбутньому люпину як білкової культури в Європі і дійти висновку, що люпин може сприяти соціально-економічному зростанню та екологічним вигодам у Європі за умови, що передові методи селекції дають нові продуктивні сорти люпину, а нові процеси оптимізовані для отримання високих -якісні білкові інгредієнти для товарних продуктів харчування, що пропонуються споживачам. Потреба в оптимізації обробки білка люпину для підвищення харчової цінності та безпеки харчових продуктів також розглядається Bartkiene та співавт.

Зростає усвідомлення необхідності врахування ознак якості насіння в селекційних програмах білкових культур. Беллалуї та ін. обговорити агрономічне дослідження, яке мало на меті проаналізувати вплив практики управління (дата посадки та норма висіву) на склад насіння сої. Білки для зберігання насіння є цінним джерелом незамінних амінокислот для дієти; однак у багатьох насінах бобових вони часто мають біологічну активність, яка може бути або корисною, або згубною для споживача. Спарволі та ін. показати, як генетичне видалення лектинів у звичайній квасолі та утримання інгібітора α-амілази разом із зменшенням накопичення фітату може виявитися корисним для виробництва борошняних композиційних борошнів для приготування нових продуктів харчування, печива з поліпшеними харчовими властивостями. Герман та Шмідт обговорюють потенціал для розробки сої для корму для аквакультури шляхом видалення білків, що не піддаються харчуванню, та збільшення корисних сполук.

Майже 50% світового запасу харчових білків надходить із насіння злаків (faostat.fao.org). Більшість цих білків (проламінів) накопичуються в білкових тілах (РВ), великих полімерах, що утворюються в ендоплазматичній сітці (ЕР). Навпаки, найпоширеніші класи білків для зберігання насіння, 2S альбуміни та глобуліни 7S/11S накопичуються у вакуолях для зберігання білків (PSV), які є першим субклітинним відділом, який еволюціонував для зберігання білків насіння. Оскільки ER в основному є транзитним відділом, постійне перебування ER білків, які не відіграють ролі в типових функціях ER, здається особливістю, властивою лише проламінам. На основі присутності специфічних доменів у різних класах білків, що зберігаються, а також філогенетичних досліджень еволюції білків, що зберігаються, Pedrazzini et al. сформулюйте гіпотезу про те, як PB еволюціонував із PSV, як просте рішення для розміщення білків, що зберігають проламін. Лі та ін. проаналізувати зміну вмісту альбуміну, глобуліну та глютеніну в зернах пшениці у залежності від швидкості внесення азоту на різних стадіях росту, що може бути ефективним підходом для модуляції розподілу білкових фракцій для конкретного кінцевого використання.

Рамалінгам та ін. переглянути декілька протеомічних та метаболомічних досліджень модельних та посівів бобових культур та обговорити, як інтеграція «оміки» сприятиме виявленню точних біомаркерів у програмах інтелектуального розведення бобових культур. Вони обговорюють різні методологічні підходи разом із біоінформатикою та показують, як їх можна використовувати для вирішення біологічних питань для розуміння механізмів реагування на стрес, клітинних процесів та процесів розвитку та симбіозу.

Інші білкові культури також заслуговують на увагу. Конопля - старовинна культура, яку культивували у всьому світі до початку ХХ століття, після чого її вирощування занепало. Нещодавно інтерес до цієї багатоцільової культури, що доставляє волокна, шпильки та насіння, поновився через зростаючий попит не лише на природні волокна, а й на високий вміст та якість насіннєвого білка та олії. Галассо та ін. вивчав склад колекції генотипів конопель різного географічного походження з метою виявлення потенційних генотипів для вдосконалення сортів конопель. Їх результати виявляють помітні відмінності між генотипами насіння конопель щодо антинутриційних компонентів, вмісту олії та білка. У сукупності це дослідження припускає, що насіння конопель є цікавим продуктом з точки зору білків, олії та молекул антиоксидантів, але зменшення фітинової кислоти було б бажаним як для людей, так і для моношлункових тварин. Беллалуї та ін. та Ян та ін. досліджували харчову цінність бавовни щодо вмісту білка в насінні та ембріонах відповідно.