Bitki krallığında renk sadece göze hitap eden bir şey değildir. Renkli pigmentler (betalain) polinasyon (bitki tozlanmasına yardım) yapan böcekleri cezbeder, bitkileri hastalığa karşı korurlar, sağlık açısından faydalı oldukları gibi ayrıca gıda ve ilaç endüstrilerinde kullanılırlar.
Weizmann Bilim Enstitüsü’nde Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabında (Proceedings of the National Academy of Sciences) yayınlanan yeni bir çalışma, betalainler’in antioksidan özellikleri ve yaygın olarak bilinen yüksek seviyede besleyici, kırmızı-mor ve sarı pigmentlerin sayısız potansiyel kullanımına ortaya çıkardı.
Betalain pigmenti ne işe yarar?
Betalainler kaktüs meyvesi, begonvil ve bazı yenilebilir bitkiler gibi çiçekler tarafından – en önemlisi, pancar tarafından üretilir. Bitki pigmentlerinin diğer iki büyük grubuyla karşılaştırıldığında, doğada nispeten nadir bulunurlar ve yakın geçmişe kadar bitkilerdeki sentezleri tam olarak anlaşılamamıştır. Weizmann Bitki ve Çevre Bilimleri Bölümünden Prof. Asaph Aharoni ve daha sonra bir araştırma öğrencisi olan Dr. Guy Polturak, diğer ekip üyeleriyle birlikte yaptıkları analizde iki adet betalain üreten bitki – Kırmızı Pancar (Beta vulgaris) ve Akşamsefası çiçeği (Mirabilis jalapa) kullandılar. Araştırmacılar, yeni nesil RNA dizilimi ve diğer ileri teknolojileri kullanarak betalain sentezinde yer alan daha önce bilinmeyen bir geni tespit etti ve hangi biyokimyasal reaksiyon tesislerinin, amino asit tirozini betalainlere dönüştürmek için kullandıklarını ortaya çıkardı.
Bulgularını test etmek için genetik olarak maya üretip betalainler ürettiler. Daha sonra ise, normal olarak bu pigmentleri yapmayan/oluşturmayan yenilebilir bitkilerde betalain sentezi üretmeyi başardılar.
Başarı, kendini canlı renklerle gösterdi. Araştırmacılar patates, domates, kırmızı-mor etli patlıcan üretmeyi başardı. Ayrıca araştırmacılar, betalain üretiminin tam yerini kontrol etmeyi başardılar, örneğin, pigmentin sadece domates bitkisinin meyvesinde değil, yapraklarda ya da kökte de üretildiğini ortaya çıkardılar.
Aynı yaklaşımı kullanarak, bilim adamları soluk mor çiçekler üretmek için beyaz petunyalara ve sarıdan turuncu pembeye değişen tonlarda çiçek açan tütün bitkilerine ortaya çıkmasına neden oldu. Betalain sentezi sırasında ilgili genlerin farklı kombinasyonlarda eksprese edilmesine neden olarak arzu edilen bir renk tonu elde ettiler. Bu bulgular isteğe bağlı olarak renk değiştiren süs bitkileri oluşturmak için kullanılabilir.
Elbette çalışma sadece bitki renklerini değiştirmekle kalmadı. Sağlıklı antioksidan aktivitesi, betalain üreten domateslerde ortalama yüzde 60 daha yüksekti. Aharoni bunlara ilaveten şunu ekliyor, “Bulgularımız ilerde beslenme değerini artırmak için çok çeşitli bitkileri betalainler ile takviye etmek için kullanılabilir.“
Ayrıca çalışma, betalainlerin milyarlarca dolarlık tarımsal ürünlerde verim kayıplarına neden olan gri küf hastalığına (Botrytis cinerea) karşı bitkileri koruduğunu ortaya çıkardı. Çalışma, betalainleri üretmek için tasarlanmış bitkilerde gri küf direncinin %90 oranında arttığını gösterdi.
Ayrıca, araştırmanın bulguları ilaç endüstrisi tarafından kullanılabilir. Bitkiler betalains üretmeye başladığında, ilk adım, tirozinin bir ara ürün, yani L-dopa denilen kimyasala dönüşümüdür. Bu kimyasalın kendisi sadece bir ilaç olarak değil, aynı zamanda ek ilaçların, özellikle morfin gibi opiyatların üretiminde bir başlangıç malzemesi olarak hizmet etmektedir. Bu nedenle, tirozini L-dopaya dönüştürmek için üretilen bitkiler ve mikroplar bu değerli materyalin kaynağı olabilir.
Kaynak: Popüler Tarım
Daha Fazla Bilgi İçin: Guy Polturak et al. Engineered gray mold resistance, antioxidant capacity, and pigmentation in betalain-producing crops and ornamentals, Proceedings of the National Academy of Sciences (2017). DOI: 10.1073/pnas.1707176114