TECHNIKI OCENY JAKOŚCI SUROWCÓW ROŚLINNYCH
Cechy jakościowe surowca (różne w zależności od gatunków i odmian oraz kierunku użytkowania):
. wygląd (barwa, kształt),
. smak i zapach,
. zawartość składników zapasowych,
. zawartość substancji biologicznie czynnych (witaminy, mikro- i makroelementy i in.),
. zawartość substancji pogarszających smak i strawność (alkaloidy, saponiny i in.),
. udział plonu handlowego w plonie biologicznym (ogólnym),
. wartość technologiczna (wartości przetwórcze),
. wartości przechowalnicze,
. przydatność do zbioru mechanicznego.
Jakość produktu rolniczego zależy od:
. uwarunkowań genetycznych (poligeny),
. modyfikacji środowiska,
. sposobu postępowania z produktem (warunki zbioru, przechowywania i przerobu).
Cechy jakościowe związane ze sposobem użytkowania produktu:
. organoleptyczne,
. chemiczne (wymagania przemysłu),
. mechaniczne,
. biologiczne (wymagania konsumenta).
Metody oceny surowców roślinnych
Pośrednie:
• chemiczne
• fizyczne
• biochemiczne
Bezpośrednie:
• próby technologiczne
• próby przechowalnicze
• oznaczanie strawności
(zwierzęta doświadczalne)
• oznaczanie wartości biologicznej
Burak cukrowy:
kształt korzenia, głębokość bruzdy korzeniowej, wielkość głowy korzeniowej i jej zagłębienie w glebie, zawartość cukru, zawartość związków utrudniających cukrowniczy proces technologiczny.
Pośpiechy - niektóre osobniki buraka, które już w pierwszym roku uprawy wypuszczają pędy kwiatowe, przez co obniżają wartość użytkową zbieranych korzeni.
Uparciuchy - niektóre osobniki buraka, które w drugim roku uprawy nie wydają pędów kwiatowych.
Melasotwory - składniki utrudniające wydobycie cukru z buraków cukrowych w procesie technologicznym i zwiększające jego straty w melasie. Do melasotworów należą: sód, potas i związki określane jako azot szkodliwy. Zbyt wysokie nawożenie azotowe i potasowe zwiększa zawartość melasotworów, a tym samym pogarsza jakość surowca buraczanego.
Rośliny oleiste:
zawartość tłuszczu (np. słonecznik 30%, rzepak 42-48%), jakość tłuszczu (zawartość niepożądanych kwasów tłuszczowych - erukowy, linolenowy, eikozynowy), zawartość olejków gorczycznych, wartość paszowa śruty poekstrakcyjnej.
Rośliny włókniste:
zawartość, długość i odporność mechaniczna włókien.
Rośliny zbożowe:
Cechy morfologiczne ziarniaków (wielkość, wyrównanie, wypełnienie, barwa, udział plewek), skład chemiczny ziarniaków, wartość biologiczna, jakość produktów konsumpcyjnych uzyskanych z ziarna, strawność ziarna paszowego.
Ocena pojedynków (biometria) stosowana w hodowli roślin
Parametry użytkowe:
. plon:
- zboża - wysoki plon ziarna,
- ziemniaki - wysoki plon bulw,
. wierność plonowania - wysoki plon niezależny od warunków klimatycznych (uwarunkowanie genetyczne),
. jakość plonu - głównie zależy od upodobań konsumenta,
. odporność.
Biometria - pozwala na właściwą ocenę uzyskanych materiałów i zastosowanie ich w sposób najlepiej odpowiadający wstępnym założeniom autora odmiany.
Może być przeprowadzana w okresie wegetacji na polu hodowlanym.
PCR Polymerase Chain Reaction = reakcja łańcuchowa polimerazy; selektywna amplifikacja krótkich, specyficznych fragmentów DNA nawet w bardzo złożonych genomach (~ 2 h)
. Technika opublikowana po raz pierwszy w 1985r w Scence przez Saiki i wsp, Nagrodzona Noblem z dziedziny chemii w 1993.
Skład reakcji PCR:
• matryca
• dNTPs (wolne nukleotydy) - ATGC
• startery
• polimeraza Taq
• Bufor reakcyjny (jony magnezu, BSA, Tris)
• dejonizowana sterylna woda
Izolacja DNA
1. Mechaniczne rozdrobnienie tkanki,
2. Chemiczne uwolnienie kwasów nukleinowych ze struktur komórkowych: jądro, mitochondria, chloroplasty,
3. Usuwanie RNA - inkubacja z enzymem RNAzą,
4. Wytrącanie DNA z roztworu wodnego,
5. Dalsze oczyszczanie DNA,
6. Rozpuszczanie w np. wodzie,
7. Kontrola jakości i ilości DNA (żel/spektrofotometr)
- ustalenie koncentracji DNA
Synteza DNA in vitro Wymaga Jednego Enzymu
• Denaturacja DNA przez podgrzanie
• Chemicznie syntetyzowane oligonukleotydy DNA (primery, startery)
• dNTPs (wolne nukleotydy)
• polimeraza DNA - enzym
Czynniki wpływające na PCR:
• rodzaj termocyklera (łaźnie wodne, ogniwo Peltiera, grzanie od góry, dokładne utrzymywanie parametrów, zmiana temperatur - „ramp”, powtarzalność, łatwość programowania),
• probówki (plastikowe, cienkościenne do PCR, muszą pasować do aparatu, pojemność 0,2 ml),
• program reakcji w termocyklerze
• polimeraza Taq - termostabilna z Thermus aquaticus
• matryca - wolna od obcego DNA/RNA, niezdegradowana, łatwo pozyskiwana
• MgCl2 - 0,5-5,0 mM - wpływa na aktywność enzymu, tworzy kompleksy z dNTP dając substrat dla polimerazy, wolny Mg2+ zależy od składników wiążących (dNTP, PPi, EDTA),
• dNTP - niezrównoważony skład obniża dokładność polimerazy,
• przykrycie reakcji - parafina, olej,
• startery - najczęściej to ich sekwencja i stężenie decyduje o powodzeniu reakcji:
ELEKTROFOREZA
• Elektroforeza = ruch jonów i makromolekuł obdarzonych ładunkiem elektrycznym poprzez medium w wyniku przyłożonego napięcia
. koncentracja agarozy
. wartość przyłożonego napięcia
. skład nukleotydowy i temperatura
. skład buforu do elektroforezy (siła jonowa)
. wielkość cząsteczki
. konformacja DNA
Markery molekularne: podział
Marker to cecha odróżniająca jednego osobnika od drugiego która jest:
1 łatwa do śledzenia w potomstwie (cecha jakościowa, nie ilościowa)
2 wolna od wpływów środowiska
3 monogeniczna (nie modyfikowana epistatycznie)
4 dziedziczona kodominacyjnie
5 polimorficzna (zmienna w populacji)
Markery morfologiczne
• W większości recesywne
• Mutacje
• Problemy z epistazą (interakcja pomiędzy genami), plejotropią,
• Podlegają wpływom środowiska
• Fenotyp przejściowy
• Trudne do znalezienia sprzężeń
Marker idealny
• kodominujący
• nieinwazyjna analiza (przeżyciowa)
• wykrywalny na wczesnych etapach rozwoju
• wysoce polimorficzny
• losowo występujący w genomie
• analiza zautomatyzowana
Izoenzymy (izozymy) - molekularne formy danego enzymu powstające w wyniku ekspresji różnych genów; katalizują tę samą reakcję biochemiczną, ale różnią się strukturą pierwszorzędową, właściwościami fizycznymi, parametrami kinetycznymi, kofaktorami, ruchliwością elektroforetyczną, a także immunologicznie; główną ich funkcją jest zapewnianie organizmowi przystosowania do różnych warunków życia oraz umożliwianie pełnienia specyficznych funkcji w wyspecjalizowanych komórkach poszczególnych tkanek i organów.
Allozym - forma enzymu, która różni się składem aminokwasowym, a więc również ruchliwością elektroforetyczną od innej formy tego samego emzymu i jest kodowana przez jeden z alleli w pojedynczym locus.