|
 |
Details of project |
|
|
| Identifier |
112179 |
| Type |
K |
| Principal investigator |
Tömösközi, Sándor |
| Title in Hungarian |
Konzorcium, társ p.: Új szempontok a búzanemesítésben: a bioaktív komponens-összetétel javítása és annak hatásai |
| Title in English |
Consortional assoc.: New aspects in wheat breeding: improvement of the bioactive component composition and its effects |
| Keywords in Hungarian |
búza, bioaktív kompononsek, pentozánok, tészta-reológia |
| Keywords in English |
wheat, bioactive compounds, pentosans, dough rheology |
| Discipline |
| Biochemistry and Food Chemistry (Council of Physical Sciences) | 50 % | | Ortelius classification: Food quality | | Analytical Chemistry (Council of Physical Sciences) | 35 % | | Ortelius classification: Instrumental analysis | | Plant breeding (Council of Complex Environmental Sciences) | 15 % |
|
| Panel |
Plant and animal breeding |
| Department or equivalent |
Department of Applied Biotechnology and Food Science (Budapest University of Technology and Economics) |
| Participants |
Bagdi, Attila
Bucsella, Blanka
Gergely, Szilveszter
Hajas, Lívia
Izsó, Eszter
Szendi, Szilvia
Török, Kitti
|
| Starting date |
2015-01-01 |
| Closing date |
2019-12-31 |
| Funding (in million HUF) |
24.919 |
| FTE (full time equivalent) |
12.12 |
| state |
closed project |
Summary in Hungarian A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
A kutatási téma fő célkitűzése a búza egészséggel kapcsolatos tulajdonságainak javítása nemesítéssel, különös tekintettel a rostanyag és az antioxidáns tartalomra. Ezáltal közvetlenül szolgáljuk a fogyasztók érdekeit, mindamellett hogy a genotípusok értékes feldolgozóipari tulajdonságait megőrizzük. E cél elérése érdekében a következő kísérleteket kívánjuk elvégezni a pályázat keretein belül:
- vizsgáljuk a bioaktív komponensek örökölhetőségét és a környezet hatását különböző nemesítési populációkban, több éves kísérletben
- azonosítjuk azokat a növényfejlődési fázisokat és termés komponenseket, melyek összefüggést mutatnak a bioaktív komponensek mennyiségével és összetételével vagy a búza más minőségi és összetételi jellemzőjével
- a keményítő-, sikér-, és a nem keményítő rostkomponensek közötti kölcsönhatások felderítése a tésztában és a rostkomponensek technofunkcionális tulajdonságokra kifejtett hatásának megállapítása
- új módszer fejlesztése a liszt rostanyaghoz köthető tulajdonságainak vizsgálatára
- előállítunk olyan ’prebreeding’ alapanyagokat, melyek hasznos génforrások lesznek az egészséges táplálkozás megvalósítását célzó nemesítési programokban
- terjesszük új ismereteinket tudományos folyóiratokban, konferenciákon, egyetemi előadásokon, kutatók éjszakáján és fajtabemutatók alkalmával.
Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
Miközben a bioaktív komponensek táplálkozástani szerepéről egyre több információ áll rendelkezésünkre addig ezen összetevők technológiai paraméterekre gyakorolt hatása csak részben ismert. A lisztminősítő analitikai módszerek elsősorban a fehérje, sikér valamint a szénhidrátok közül a keményítő mennyiségi és minőségi tulajdonságainak jellemzését tartják szem előtt. A kisebb mennyiségben jelenlévő összetevők, ezen belül is a rostalkotó nem keményítő jellegű komponensek hatásával azonban nem, vagy csak kevésbé számolnak. Célunk ezért a bioaktív komponensek szerepének pontosabb megismerése valós- és modell-tészta rendszerekben valamint új módszerek fejlesztése ezeknek a speciális tészta tulajdonságoknak az analízisére.
Mivel a minőségi és a bioaktív komponensek szintézise a magban a szemtelítődés különböző szakaszaiban zajlik, a környezeti körülmények az egyes fejlődési fázisokban szignifikáns hatással lehetnek a különböző növényi részek, tápanyag források elosztásáért folytatott versenyében. Hipotézisünk szerint a növény morfológiája, a kalászolási idő és a szemtelítődési időszak hossza is szignifikáns szerepet játszik a termés- és bioaktív- komponensek végső mennyiségének kialakulásában. Kevés információnk van azonban arról, hogy ezen tényezők milyen kapcsolatban állnak a bioaktív komponensek szintézisével. Jelen pályázati munka másik fő célja olyan kutatási munka kivitelezése, melyben párhuzamosan vizsgáljuk specifikus genetikai alapanyagok adaptációs képességét, termés komponenseit és a bioaktív komponensek mennyiségét a búzaszemben, a célból hogy e tulajdonságok összefüggésit felderítsük és végső soron a nemesítés hatékonyságát növeljük.
Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
Bár a búza mint faj, nagyon különböző környezeti feltételekhez tud adaptálódni, az egyedi búzafajták ehhez képest relatíve szűk adaptációs képességgel rendelkeznek. Sikeresen leginkább csak abban a környezetben termeszthetők, ahol nemesítették őket. Ez a tulajdonságuk leginkább az adott környezethez specifikus, genetikailag meghatározott növényfejlődési mintázatuknak köszönhető. Részben ez adja meg a jelentőségét tervezett alapkutatási programunknak, melyben párhuzamosan vizsgáljuk specifikus genetikai alapanyagok adaptációs képességét, terméskomponenseit és a bioaktív komponensek mennyiségét és összetételét a búzaszemben, a célból hogy e tulajdonságok összefüggésit felderítsük és végső soron, a nemesítés hatékonyságát növeljük.
Miközben a bioaktív komponensek táplálkozástani szerepéről egyre több információ áll rendelkezésünkre addig ezen összetevők technológiai paraméterekre gyakorolt hatása csak részben ismert. A lisztminősítő analitikai módszerek elsősorban a fehérje, sikér valamint a szénhidrátok közül a keményítő mennyiségi és minőségi tulajdonságainak jellemzését tartják szem előtt. A kisebb mennyiségben jelenlévő összetevők, ezen belül is a rostalkotó nem keményítő jellegű komponensek hatásával azonban nem, vagy csak kevésbé számolnak. További célunk ezért a bioaktív komponensek szerepének pontosabb megismerése valós- és modell-tészta rendszerekben valamint új módszerek fejlesztése ezeknek a speciális tészta tulajdonságoknak az analízisére.
A búzanemesítés fő céljai az elmúlt néhány évtizedben a termés, a betegségekkel szembeni ellenállás és /vagy a sütőipari vagy söripari minőség javítása volt. Alapvetően a termelők és a feldolgozóipar érdekeit tartották szem előtt és nem fordítottak nagy figyelmet a gabonafélék egészséges táplálkozásban betöltött szerepének fontosságára. Célunk-e pályázatban a búza egészségmegőrző tulajdonságának fokozása az antioxidáns és rostanyag tartalom növelésével, és ezáltal a fogyasztók érdekeinek közvetlen szolgálata. Az előállított ’prebreeding’ anyagok felhasználása a nemesítési programokban reményeink szerint végül olyan fajták nemesítését teszik majd lehetővé, melyek nem csak a fogyasztók, de a nemesítők, az agronómusok és a feldolgozóipar érdekeit is fogják szolgálni.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
A kutatási téma fő célkitűzése a búza egészséggel kapcsolatos tulajdonságainak javítása nemesítéssel, különös tekintettel a rostanyag és az antioxidáns tartalomra. Ezáltal közvetlenül szolgáljuk a fogyasztók érdekeit, mindamellett hogy a genotípusok értékes feldolgozóipari tulajdonságait megőrizzük. E cél elérése érdekében a következő kísérleteket kívánjuk elvégezni a pályázat keretein belül:
- vizsgáljuk a bioaktív komponensek örökölhetőségét és a környezet hatását különböző nemesítési populációkban, több éves kísérletben
- azonosítjuk azokat a növényfejlődési fázisokat és termés komponenseket, melyek összefüggést mutatnak a bioaktív komponensek mennyiségével és összetételével vagy a búza más minőségi és összetételi jellemzőjével
- a keményítő-, sikér-, és a nem keményítő rostkomponensek közötti kölcsönhatások felderítése a tésztában és a rostkomponensek technofunkcionális tulajdonságokra kifejtett hatásának megállapítása
- új módszer fejlesztése a liszt rostanyaghoz köthető tulajdonságainak vizsgálatára
- előállítunk olyan ’prebreeding’ alapanyagokat, melyek hasznos génforrások lesznek az egészséges táplálkozás megvalósítását célzó nemesítési programokban
- terjesszük új ismereteinket tudományos folyóiratokban, konferenciákon, egyetemi előadásokon, kutatók éjszakáján és fajtabemutatók alkalmával.
| Summary Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
The main aim of the project is to improve the health related properties of wheat based on antioxidant and dietary fiber contents, and so to directly serve the interests of the consumers while keeping the advanced technological functionality of the genotypes. To reach this aim the following studies are planned to be carried out in the frame of this research project:
- inheritance of the bioactive components composition will be evaluated and the effect of the environment in a segregating population will be studied in different years
- the plant developmental phases and yield components, which show association with the bioactive component composition and with other compositional and quality traits will be identified
- deeper understanding of the interactions between starch-, gluten- and non starch fibre- compounds in dough system and the technofunctional effects of the fibre compounds
- new method development for the evaluation of the fiber related properties of the flour
- prebreeding materials useful for breeding wheat varieties for healthier human consumption will be produced
- our new knowledge will be disseminated in scientific articles, conferences, university lectures, researchers nights and on farmers day.
What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
While there is increasing knowledge on the nutritional role of the different bioactive components, only partial information is available on their impact on the technological traits. The current flour quality characterization methods are primarily based on the qualitative and quantitative analysis of the protein, gluten and starch components. At the same time, the effects of the minor ingredients, such as non-starch, fiber forming polysaccharides, are not or less taken into consideration. Hence one of our aim is to get a deeper understanding of the role of bioactive components in real- and model- dough systems, by applying and developing new methods for the screening of these special characteristics and their effects on the functional properties of the dough.
As the quality parameters including the bioactive components of the seeds are synthesised in various phases of the grain filling period, the environmental conditions prevailing during this process is very decisive in determining the competition between the various plant parts for the relocation of the resources. Plant morphology, flowering time and the length of the grain filling period is also hypothesised to play significant roles in the determination of the final amounts of the yield- and bioactive-components. There is however little information available on the aspect that how these factors interact with the synthesis of the bioactive compounds. Our other major aim is so to carry out a research in which the ecological adaptation, yield- and bioactive- components are studied in parallel in specific genetic materials to address the complexity of these traits and finally to increase the efficiency of the breeding.
What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
Though wheat as a species possesses the ability to adapt to a wide range of various ecological conditions, the individual cultivars show relatively narrow ecological adaptation (EA) ability. They can be successfully grown mostly under environmental conditions similar to those in which they were bred. This phenomenon is mostly caused by the differences in the genetically determined plant developmental patterns, specific to the prevailing climatic conditions. This partially gives the significance of this project, in which our aim is to study the EA, yield- and bioactive- components (BC) in specific genetic materials in parallel to address the complexity of these traits and finally to increase the efficiency of the breeding.
While there is increasing knowledge on the nutritional role of the different BCs, only partial information is available on their impact on the technological traits. The current flour testing methods are primarily based on the qualitative and quantitative analysis of the protein, gluten and starch components. At the same time, the effects of the minor ingredients on flour functionality, such as the non-starch, fiber forming polysaccharides (NSP), are not or less taken into consideration. Further significance of this project is to get a deeper understanding of the role of BCs in real- and model- dough systems, by applying and developing new methods for the screening of NSPs and their effects on the functional traits of the dough.
The main direction of wheat breeding in the last few decades were the improvement of yield, plant resistance against different diseases and/or the improvement of the breadmaking quality traits. The needs of the farmers and the processing industry were taken into consideration and not much attention was focused on the importance of cereals in healthy diet. Our aim in this project is to improve the health related properties of wheat based on antioxidant and dietary fiber contents, and so directly serve the interests of the consumers. The prebreeding materials produced in this project will hopefully give the possibility to breed such genotypes, which will be useful not just for the consumers but also for the breeders, the agronomists and for the processing industry.
Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
The main aim of the project is to improve the health related properties of wheat based on antioxidant and dietary fiber contents, and so to directly serve the interests of the consumers while keeping the advanced technological functionality of the genotypes. To reach this aim the following studies are planned to be carried out in the frame of this research project:
- inheritance of the bioactive components composition will be evaluated and the effect of the environment in a segregating population will be studied in different years
- the plant developmental phases and yield components, which show association with the bioactive component composition and with other compositional and quality traits will be identified
- deeper understanding of the interactions between starch-, gluten- and non starch fibre- compounds in dough system and the technofunctional effects of the fibre compounds
- new method development for the evaluation of the fiber related properties of the flour
- prebreeding materials useful for breeding wheat varieties for healthier human consumption will be produced
- our new knowledge will be disseminated in scientific articles, conferences, university lectures, researchers nights and on farmers day.
|
|
|
|
|
