1. ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ГЕННОЇ МОДИФІКАЦІЇ
НА ХІМІЧНИЙ СКЛАД СОЇ
Роботувиконав:
ТищенкоМаксимСергійович
Учень11-Акласу
Кіровоградськогооблкомплексу
(гімназія-інтернат-школа
мистецтв)
2. УНІКАЛЬНІСТЬ СОЄВОГО
БІЛКА, РОБИТЬ СОЮ
ОБ’ЄКТОМ ЕКСПЕРИМЕНТІВ
ГЕНЕТИКІВ.
РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАВДАННЯ
НАРОЩУВАННЯ БІЛКОВИХ
РЕСУРСІВ МОЖНА ВИРІШИТИ
ЗА ДОПОМОГОЮ СОЇ.
АКТУАЛЬНІСТЬ
3. МЕТА РОБОТИ
Дослідити вплив генетичних
модифікацій на хімічний склад
традиційної та генно модифікованої сої.
Для реалізації мети передбачалося
вирішення наступних завдань:
на основі аналізу літературних джерел
розглянути поняття генетичної
трансформації, механізм її здійснення,
вплив на живі організми;
встановити хімічний склад (волога,
жир, протеїн) зразків генно
модифікованої та традиційної сої;
встановити жирокислотний склад
соєвої олії зразків генномодифікованої
та традиційної сої.
4. Об’єкт дослідження: зразки генетично
модифікованої та звичайної сої.
Предмет дослідження: хімічний склад насіння
сої різних сортів(кількісний та якісний)
Методи: аналіз літературних джерел,
узагальнення, синтез, аналогія, лабораторний
метод, хімічні методи аналізу (титрометричний,
метод спектроскопії), методи математичної
обробки даних.
Наукова новизна: досліджено хімічний склад
традиційної сої сорту Кіровоградська-4 та генно
модифікованої, вирощеної у Кіровоградській
області.
5. ГЕНЕТИЧНА ТРАНФОРМАЦІЯ
A
B
C
D
E
F
G
CON
OR1
T-ÄÍÊ
vir î áëàñòü
Рис 1. Узагальнена
генетична карта Ti-
плазміди Agrobacterium
tumеfaciens:
vir-область – забезпечує
вірулентність;
Т-ДНК – містить ген, який
контролює синтез тільки
одного із опінів;
OR1 – ділянка реплікації;
CON – ділянка кон’югації.
Термін «трансформація» (від лат.
«transformatio» – перетворення) означає
зміни в геномі та спадкових
властивостей організму. Генетична
трансформація досягається шляхом
проникнення крізь канали клітинної
мембрани екзогенної ДНК і взаємодії
останньої з клітинним геномом.
Для генетичних модифікацій найчастіше
використовують плазміди. Плазміда –
кільцева молекула ДНК, здатна до
стабільного, не зв’язаного з
хромосомами існування і автономної
реплікації (біосинтез дочірніх ДНК).
Плазміди можуть вбудовуватися у
хромосоми.
6. ГЕННО МОДИФІКОВАНІ
ОРГАНІЗМИ
Генетично модифіковані організми (ГМО) - це організми
(тобто рослини, тварини або мікроорганізми), чий генетичний
матеріал (ДНК) був змінений, причому такі зміни були б
неможливі в природі в результаті розмноження або природної
рекомбінації.
Методи отримання ГМО:
-рекомбінантні методи
-методи, які передбачають безпосереднє введення в
організм спадкового матеріалу
-злиття клітин (у тому числі злиття протоплазми) або
методами гібридизації
7. 90-ті роки ХХ століття ознаменувалися розгортанням у різних країнах світу
польових випробувань таких генно модифікованих рослин як соя, кукурудза,
бавовник, папайя, рис, цукровий буряк, пшениця, картопля, помідори,
виноград і багато інших. Площі, зайняті генно модифікованими рослинами у
світі, становили: у 1996 р. – 3 млн.га; у 1997 р. – 12 млн.га, в 1998р. – 26
млн.га, в 1999 р. – 40 млн. га, а в 2003 р. – майже 60 мільйонів гектарів.
Основні країни учасниці вирощування ГМ рослин у відкритому ґрунті: США,
Канада, Аргентина, Китай, Іспанія.
8. При оцінці міри ризику пов’язаного з дослідженнями та використаннями
трансгенних організмів, серед вчених немає одностайності.
Так, Єрмаковою І.В. проведено серію експериментів на щурах по впливу
стійкої до гербіциду «Roundup» модифікованої сої, у результаті яких
зафіксовано загибель 60% новонароджених тварин протягом кількох днів
після народження та відставання у розвитку інших 40%. У печінці, нирках
та сім’яниках піддослідних зафіксовано морфологічні зміни.
Вивчення японськими науковцями Y. Sakamoto, Y. Tada, N. Fukumori
впливу нативної та ГМ-сої на щурів при вживанні протягом 52 та 104
тижнів дозволили констатувати, що довгострокове вживання сої не
здійснює шкідливого впливу на тварин.
Українські науковці О.Долайчук, Р.Федорук, І.Ковальчук констатували
відсутність вираженого негативного чи позитивного впливу ГМ-
компонентів сої на фізіологічний стан досліджуваних щурів порівняно з
тваринами, яким згодовували натуральну сою.
9. Соя культурна або щетиниста (Soya hispida Moench)— однорічна
трав'яниста культурна рослина родини бобових, зовні подібна до квасолі,
одна з найдавніших їстівних культур. Насіння сої містить 35—45% білків,
17—25% жирів, 1—2% лецитину, 5—6% зольних речовин і вітамінів.
Загальна
характеристика сої
Основною відмінністю
рослинних і тваринних білків
є той факт, що рослинні
білки в більшості своїй
мають неповний набір
незамінних амінокислот.
Унікальність соєвого білка,
що містить незамінні
амінокислоти, які легше
засвоюються організмом
порівняно із м’ясом, рибою
та птицею.
10. СКЛАД
У 100 г сої в середньому міститься близько 446 ккал.
Вітаміни: Макроелемент
и:
Мікроелемент
и:
Вода 8.5 г Вітамін А (бета-
каротин)
0.15 мг Калій 1600
мг
Алюмі
ній
0.7 мг
Білки 36.5 г Вітамін В1 (тіамін) 1 мг Кальці
й
200 мг Бор 0.75 мг
Жири 20 г Вітамін В2
(рибофлавін)
0.2 мг Магній 225 мг Залізо 6.6 мг
Вуглево
ди
30.1 г Ніацин (вітамін В3
або вітамін РР)
2.2 мг Натрій 44 мг Йод 8 мкг
Клітков
ина)
3.2 г Вітамін В5
(пантотенова
кислота)
1.7 мг Сірка 214 мг Кобаль
т
31 мкг
Зола 1.7 г Вітамін В6
(піридоксин)
0.8 мг Фосфо
р
600 мг Кремні
й
175 мг
Фолієва кислота
(вітамін В9)
200 мкг Хлор 64 мг Марга
нець
3 мг
Вітамін С - 6 мг Мідь 0.5 мг
Вітамін Е
(токоферол)
17 мг Молібд
ен
0.1 мг
Біотин (вітамін Н) 7 мкг Нікель 0.3 мг
Холін (вітамін В4) 270 мг Фтор 0.12 мг
11. ПРОДУКТИ ПЕРЕРОБКИ СОЇ
З насіння сої
виробляють борошно,
олію, крупи, соєве
молоко, сурогат кави
тощо. Із зелених бобів
– різноманітні страви,
консерви. Продукти
переробки сої
використовують
також на корм худобі,
а жом – для
виробництва
біопалива.
12. На сучасному етапі в Україні
вирощують сорти сої на
площі 274 тис. га. Поширені
традиційні сорти: Альтаір,
Аметист, Бистриця 2, Вітязь
50, Деймос, Іванка, Київська
98, Кіровоградська 4,
Романтика, Терезинська 2,
Чернівецька 8, Чернятка та
ін. Відбувається
вирощування ГМ-сої.
13. Для дослідження хімічного складу сої були взяті зразки насіння сорту
Кіровоградська-4 і генно модифікованого сорту Кіровоградської області,
умовно позначених (БГМ) і (ГМ) відповідно.
Дослідження проводилось у три етапи. Перший етап дослідження
полягав у дослідженні зерна сої, отриманих з різних областей України, з
метою відбору дослідних (містили генетичну модифікацію, тобто виявлені
ДНК ділянки специфічні для ГМ рослин) та контрольних зразків (у них
соя не містила генетичної модифікації).
Другий етап передбачав проведення якісного і кількісного хімічного
аналізу контрольних і дослідних зразків (визначення вологи, жиру,
протеїну, азоту).
Третій етап передбачав дослідження жирокислотного складу соєвої олії
контрольних та дослідних зразків.
14. ВИПРОБУВАННЯ ЗРАЗКІВ СОЇ НА
НАЯВНІСТЬ ТА ВМІСТ ГМO.
Для дослідження хімічного складу
сої були взяті зразки насіння сорту
Кіровоградська-4 і генно
модифікованого сорту
Кіровоградської області, умовно
позначених (БГМ) і (ГМ)
відповідно.
Випробування проводилось
методом полімеразної ланцюгової
реакції у реальному часі (PCR
Real-Time) на ампліфікаторі
CFX96
Результати випробування
дослідних зразків сої наведено у
таблиці 1.
15. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ
Назва показника,
що вимірюється
Одиниці
виміру
Соя сорту
Кіровоградська-4
Соя нестандартна
(Кіровоградська
область)
Наявність
генетично
модифікованих
організмів
% Не виявлена цільова
послідовність промотора
35S+FMV
Виявлена цільова
послідовність
промотора 35S+FMV
Наявність
генетично
модифікованих
організмів
% Не виявлена цільова
послідовність NOS-
термінатора
Виявлена цільова
послідовність NOS-
термінатора
Наявність
генетично
модифікованих
організмів
%
-
Вміст генетично
модифікованої ДНК
насіння сої
визначений за
промотором 35S
становить 0,76%
Результати
випробування
дослідних
зразків сої
наведено у
таблиці 1.
Таблиця 1
16. ВИЗНАЧЕННЯ ВОЛОГИ ТА ЖИРУ
Одночасне визначення
вмісту олії (жиру) та
вологи здійснюється за
допомогою методу
спектроскопії з
використовуванням
імпульсного ядерного
магнітного резонансу
(ДСТУ ISO 10565:2003).
Результати аналізу зразків
БГМ та ГМ-сої на вміст
вологи та жиру
представлені у таблиці 2.
Номер
зразка
Маса (г) Жир (ЖВАЛ)
(%)
Волога
(W) (%)
ЖАСВ (%)
1БГМ 51,025 23,095 5,44 24,4
2БГМ 50,97 20,31 5,76 21,6
3БГМ 49,955 21,64 5,28 22,8
1ГМ 46,78 19,62 6,415 21,0
2ГМ 49,315 21,13 5,015 22,2
3ГМ 48,5 20 5,14 21,1
Таблиця 2. Середні показники жиру та вологи у
БГМ та ГМ зразках сої
Зразки генетично модифікованої сої містять у
середньому менше жиру – 21,4 % порівняно зі
звичайною – 22,9%.
17. ВИЗНАЧЕННЯ МАСОВОЇ ЧАСТКИ ПРОТЕЇНУ
Суть методу полягає у
розкладанні органічної
речовини киплячою
концентрованою
сульфатною кислотою з
утворенням солі амонію,
переведенні амонію в
амоніак лугом, відганянні
його в розчин кислоти та
подальшому кількісному
визначанні амоніаку
титриметричним методом
і розраховуванні вмісту
азоту в досліджуваному
матеріалі(ДСТУ
7169:2010).
Номер
зразка
Маса сої з
пробірко
ю (мг)
Маса
пробірки
(мг)
Маса сої
(мг)
NАСВ Протеїн
(%)
1БГМ 8,3068 7,5021 0,8047 27,89 26,37
2БГМ 8,2788 7,5018 0,777 31,11 29,32
3БГМ 8,2891 7,5031 0,786 28,3 26,81
1ГМ 8,31 7,5048 0,8052 31,9 29,86
2ГМ 8,3056 7,5042 0,8014 31,1 29,54
3ГМ 8,3112 7,5019 0,8093 33,1 31,36
Генетично модифікована соя у середньому має вищий
показник білка – 30,3%, тоді як для сої сорту
Кіровоградська-4 цей показник складає 27,5%.
Таблиця 3
18. ВИЗНАЧЕННЯ ЖИРНОКИСЛОТНОГО
СКЛАДУ ОЛІЇ СОЇ
Зразок
соєвої олії
Жирнокислотний склад соєвої олії (%)
Пальмітинова Стеаринова Олеїнова
(Омега-9)
Лінолева
(Омега-6)
Ліноленова
(Омега-3)
1БГМ 8,53 5,00 29,91 53,96 2,6
2БГМ 8,01 4,91 25,99 57,63 3,46
3БГМ 7,61 4,79 24,92 59,27 3,41
Середнє
значення
8,05 4,90 26,94 56,95 3,16
1ГМ 5,93 4,49 29,65 55,44 4,49
2ГМ 6,85 5,01 30,39 53,84 3,91
3ГМ 5,22 4,21 30,98 53,67 5,92
Середнє
значення
6,00 4,57 30,34 54,32 4,77
Визначення
жирнокислотного
складу соєвої
олії у
аналізованих
зразках
проводилось
методом газової
хроматографії.
Так, у результаті дослідження було виявлено зменшення вмісту ліноленової
кислоти на 2,63%; збільшення вмісту олеїнової кислоти на 3,4%; зменшення
вмісту пальмітинової кислоти на 2,05% та збільшення частки насичених жирних
кислот порівняно із сортом сої Кіровоградська-4. Очевидно, що генетична
модифікація у даному сорті сої була спрямована на корекцію жирокислотного
складу соєвої олії.
Таблиця 4
19. УЗАГАЛЬНЕНІ РЕЗУЛЬТАТИ
ПРОВЕДЕНОГО АНАЛІЗУ ХІМІЧНОГО
СКЛАДУ БГМ- ТА ГМ-СОЇ
Характеристика зерна БГМ-соя ГМ-соя
Область вирощування Кіровоградська Кіровоградська
Волога (W) (%) 5,49 5,52
ЖАСВ (%) 22,69 21,43
Протеїн (%) 27,5 30,25
Жирнокислотний склад соєвої олії (%)
Пальмітинова 8,05 6,00
Стеаринова 4,90 4,57
Олеїнова
(Омега-9)
26,94 30,34
Лінолева
(Омега-6)
56,95 54,32
Ліноленова
(Омега-3)
3,16 4,77
Вміст генетично
модифікованої ДНК насіння
сої (за промотором 35S)
Не виявлено
0,76%
Таблиця 5
Як підсумок можна сказати, що у ГМ і БГМ зразках значних
відмінностей у вмісті білка, жиру і вологи немає. Основна різниця
полягає у жирнокислотному складі.
20. ВИСНОВКИ
Генетична трансформація – це зміни в геномі та спадкових властивостях
організму, які досягаються шляхом проникнення крізь канали клітинної
мембрани екзогенної ДНК і взаємодії останньої з клітинним геномом.
Дослідження впливу генної модифікації на хімічний склад сої
проводилось у три етапи.
Проведений аналіз істотних змін у складі бобів генетично модифікованої
сої, порівняно із сортом Кіровоградська-4, не виявлено. Генетично
модифікована соя у середньому має вищий показник білка (30,25%)
порівняно із традиційною (27,5%) та дещо менший показник жиру (21,43 і
22,69% відповідно).
У результаті дослідження було виявлено зменшення вмісту ліноленової
кислоти на 2,63%; збільшення вмісту олеїнової кислоти на 3,4%;
зменшення вмісту пальмітинової кислоти на 2,05% та збільшення частки
насичених жирних кислот порівняно із сортом сої Кіровоградська-4.
Очевидно, що генетична модифікація у даному сорті сої була спрямована
на корекцію жирокислотного складу соєвої олії.
