El aceite de jojoba, una sustancia natural, es un ingrediente popular en cosmética. Sin embargo, pocas personas saben que el nombre latino de la jojoba es "China". De hecho, China comenzó a introducir la jojoba esporádicamente en la década de 1970, casi sin plantaciones a gran escala. El nombre surgió cuando el descubridor confundió semillas de jojoba recolectadas en un jardín botánico estadounidense a principios del siglo XIX con otra semilla recolectada en China.
Semillas de jojoba comparadas con otras semillas de cultivos
Sin embargo, los científicos chinos pueden reescribir la conexión histórica entre la jojoba y China.
Recientemente, Science-Progress publicó el genoma de referencia de alta calidad del cultivo de la semilla oleaginosa de jojoba, que fue completado conjuntamente por el equipo de colza y el equipo de bioinformática de la Universidad Agrícola de Huazhong y cinco unidades extranjeras. La vía de síntesis de la cera. ésteres en semillas de jojoba. Los científicos creen que en el sur de China sintetizar aceite de jojoba a partir de cultivos de semillas oleaginosas como la colza ya no será un sueño.
El "oro líquido" escasea.
El precio del aceite de jojoba de alta calidad es de 58 dólares el kilogramo. No existen alternativas naturales ni métodos sintéticos eficientes. Pero la producción mundial difiere 50 veces de la demanda esperada, por eso el aceite de jojoba se llama "oro líquido".
“El aceite de jojoba procedente de las zonas desérticas de Estados Unidos es muy especial. En realidad, es un éster de cera líquida”, dijo al periodista Guo Liang, autor correspondiente del artículo y profesor de la Universidad Agrícola de Huazhong. de China Science News, esta parafina líquida está compuesta de ésteres de alcoholes grasos y ácidos grasos, con una longitud de cadena de carbonos de C20-C24, única en el reino vegetal. En el reino animal, sólo el aceite de cachalote es similar.
"La jojoba es la única planta oleaginosa conocida que puede sintetizar ésteres de cera líquida". Guo Liang presentó que el aceite de jojoba natural puro tiene las características de una fuerte capacidad antioxidante y un fuerte poder de penetración, y su estructura es similar. El sebo es fácilmente absorbido por la piel, no es graso y puede promover la retención de humedad de la piel.
Estudios anteriores han demostrado que la composición y estructura del aceite de jojoba no cambiará significativamente con los cambios en la ubicación de plantación, el tipo de suelo, las precipitaciones o la altitud, y no es fácil que se deteriore después de un almacenamiento prolongado después de la cosecha. Tiene muy buena estabilidad a altas temperaturas y presiones, por lo que se usa ampliamente en lubricación mecánica, antiespumante, resistencia al desgaste, antioxidante, etc.
Sin embargo, debido al complejo proceso de síntesis, las duras condiciones, el bajo rendimiento y, especialmente, el costo extremadamente alto de sintetizar alcoholes grasos de cadena ultralarga, actualmente no existen productos artificiales a partir del aceite de jojoba.
El significado original de jojoba es "arbusto mágico", también conocido como "el evangelio de salvar zonas secas". Los estudios han demostrado que los árboles maduros de jojoba pueden sobrevivir incluso si no llueve durante un año en el desierto. En términos generales, la vida útil de un árbol de jojoba es de unos 200 años. Aunque la jojoba es muy tolerante a las altas temperaturas y a la sequía, a sus plántulas no les gusta la sequía. Sin riego artificial en la etapa inicial de la forestación, es difícil garantizar la tasa de supervivencia de la forestación.
Mao Xinwei, investigador del Instituto de Química Forestal de la Academia China de Ciencias Forestales, escribió una vez que la jojoba se distribuye naturalmente en el desierto de Sonora en América del Norte. Se ha comercializado en Estados Unidos, Israel, Perú, Argentina, Australia e India. Cuando se espera que la superficie mundial de plantación alcance los 2.833 millones de hectáreas, el aceite de jojoba podrá satisfacer inicialmente la demanda actual de los consumidores.
El aceite de jojoba atrajo mucha atención después de que la Comisión Ballenera Internacional prohibiera la caza de ballenas en 1971. Guo Liang dijo a los periodistas que debido al largo ciclo de crecimiento de la jojoba, las plantas femeninas solo representan alrededor del 20% de la población natural, y el aceite de jojoba de alta calidad generalmente proviene de áreas desérticas, lo que resulta en un lento desarrollo de la industria de la jojoba. Además, la tasa de rendimiento de aceite del prensado mecánico convencional es baja, lo que también tiene un cierto impacto en la industria.
"Aunque la producción mundial de aceite de jojoba aumentó de 500 toneladas en 1986 a 4.000 toneladas en 2012, existe una enorme brecha con el consumo anual esperado de aceite de jojoba de aproximadamente 200.000 toneladas. Por lo tanto, los Países Bajos La escasez de El aceite de jojoba y su valor comercial e industrial han hecho que su precio se mantenga alto", dijo Guo Liang.
En China, la introducción de la jojoba comenzó a finales de los años 1970 y básicamente terminó en los años 1990. Sin embargo, este cultivo oleaginoso llamado "China" aún no se ha estudiado en China, y la tecnología de corte de propagación asexual aún no se ha abierto paso por completo y aún no ha producido beneficios económicos.
Ruta de síntesis única
En la última década, los científicos han sintetizado ésteres de cera de jojoba mediante ingeniería genética en las semillas de semillas oleaginosas como la colza y la mostaza de lino. El contenido de éster de cera acumulado en estas semillas oleaginosas es bajo y la tasa de germinación de las semillas es baja. En las semillas de jojoba, los ésteres de cera representan más del 95% del contenido total de aceite y las semillas aún pueden germinar normalmente, lo que implica que existe un mecanismo especial para la síntesis, almacenamiento y degradación de los ésteres de cera en las semillas de jojoba.
"Lo que obtuvimos esta vez es un genoma de referencia de alta calidad a nivel cromosómico, y también es el primer mapa del genoma de jojoba del mundo". Guo Liang dijo a China Science Magazine que la falta de genomas de referencia se debe a la falta de genomas de referencia. Análisis limitado del mecanismo de síntesis de ésteres de cera de semillas de jojoba.
Mapa del genoma de la jojoba proporcionado por la Universidad de Huanong
Artículo* * *El profesor corresponsal Chen Lingling de la Universidad Agrícola de Huazhong presentó que utilizaron la secuenciación PacBio, Illumina y Hi-C para ensamblar un genoma de Con un tamaño de 887 Mb, Contig N50 es un genoma de referencia de jojoba de 5,2 Mb, con 23.490 genes codificadores de proteínas anotados.
A continuación, el equipo se propuso analizar el mecanismo de síntesis de ésteres de cera.
Chen Lingling dijo que el contenido de éster de cera en las semillas de jojoba es aproximadamente el 50% del peso seco de las semillas, lo que proporciona fuentes de energía y carbono para la germinación de las semillas. La síntesis de ésteres de cera implica principalmente la reducción de acil-CoA grasa a alcoholes grasos mediante la acil-CoA reductasa grasa FAR. Luego, bajo la acción de la éster de cera sintasa WS, el alcohol graso y la acil-CoA grasa sufren una reacción de esterificación para generar éster de cera.
Muchos microorganismos, como Acinetobacter, Euglena, algas de aguas profundas, etc., también pueden sintetizar lípidos cerosos dentro de las células. Sin embargo, la longitud de la cadena de carbono del éster de cera de jojoba es diferente a la de ellos y las funciones también son diferentes. Esto puede deberse a las diferentes preferencias de sustrato de diferentes especies para FAR y WS. "Guo Liang dijo a China Science Magazine.
Analizaron la distribución de lípidos en las semillas de jojoba. Los resultados mostraron que los ésteres de cera se concentraban principalmente en los cotiledones de las semillas, mientras que el contenido de triacilglicerol era pequeño. El glicerol es concentrado principalmente en los hipocotilos de las semillas. El análisis del transcriptoma de diferentes partes de las semillas muestra que los niveles de expresión de los genes de acil-CoA elongasa 1, reductasa de ácido graso y éster de cera sintasa involucrados en la síntesis de éster de cera son mucho más altos en los cotiledones. Al mismo tiempo, el nivel de expresión de diacilglicerol aciltransferasa en los cotiledones es mucho menor que el del hipocótilo.
La Universidad de Huanong proporciona un mapa de distribución espacial de las moléculas de lípidos en las semillas de jojoba
“. Los genes que codifican proteínas implicadas en la síntesis de ácidos grasos y el almacenamiento de aceite tienden a expresarse en gran medida en los cotiledones. Las diferencias en la expresión espacial de estos genes pueden ser la razón principal de las diferencias obvias en la distribución de ésteres de cera y triacilgliceroles en las semillas de jojoba. " Dijo Chen Lingling."Estos estudios nos han brindado una comprensión más profunda del mecanismo de síntesis de los ésteres de cera de jojoba y proporcionaron una base teórica para la mejora de las variedades de jojoba. " Cui Peng, investigador del Instituto de Genómica Agrícola de la Academia China de Ciencias Agrícolas, dijo a China Science News.
Usar la violación para "pedir prestado un bebé"
El alto precio del aceite de jojoba ha limitado seriamente su rango de aplicación y solo se utilizan en algunos productos farmacéuticos y cosméticos. Guo Liang introdujo que una gran cantidad de ésteres de cera en el mercado se obtienen principalmente mediante síntesis química o biotecnología basada en lipasa. debe obtenerse mediante síntesis química, lo que lleva a que su coste sea elevado.
Por lo tanto, “cómo producir ésteres de cera de jojoba baratos es cada vez más urgente. "Guo Liang explicó que la primera opción es sintetizar ésteres de cera similares al aceite de jojoba en grandes cantidades en organismos mediante ingeniería genética e ingeniería metabólica.
Los científicos lo sintetizaron a partir de Arabidopsis thaliana y linaza en condiciones de laboratorio. Ésteres de cera similar al aceite de jojoba, sin embargo, la tasa de éxito de la germinación de las semillas de su descendencia no es ideal.
Como el cultivo productor de aceite vegetal más grande de mi país, la colza ha acumulado una gran cantidad de especies desde su introducción y domesticación. a mediados del siglo pasado.
Con los cambios en los métodos de siembra y la estructura laboral rural y el impacto de los beneficios económicos del aceite de colza, los beneficios de la industria de siembra de colza de mi país han disminuido año tras año.
Guo Liang cree que la composición de ácidos grasos en las semillas de colza con alto contenido de ácido erúcico es consistente con las preferencias de sustrato de FAR y WS en jojoba, lo que hace posible sintetizar aceite de jojoba a partir de semillas de colza con alto contenido de ácido erúcico. Sintetizar una gran cantidad de aceite de jojoba en semillas de colza no solo puede reducir el costo del aceite de jojoba actualmente en el mercado, sino también mejorar la eficiencia del cultivo de colza.
Análisis del mecanismo de almacenamiento de ésteres de cera líquida en semillas de jojoba después de la síntesis
La llegada de genomas de alta calidad y la publicación del mecanismo de síntesis de cera ayudarán a los científicos a resolver el problema de Ésteres de cera en colza Algunas cuestiones científicas clave en síntesis.
Además, Cui Peng cree que el mayor problema al que se enfrenta actualmente la plantación de jojoba es la variabilidad de las plantas masculinas y femeninas, y la proporción entre plantas masculinas y femeninas varía mucho. Debido a la baja proporción de plantas femeninas y la baja relación insumo-producto de los productores, el desarrollo de la industria de plantación de jojoba está severamente restringido. La publicación de la secuencia del genoma de la jojoba proporciona una base para resolver el problema de la selección de plantas femeninas.
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Fuente de este artículo: Deep Space Game Editor: Anonymous King’s Heart 2, haz clic para probar