Картина из круп и семян: Картины из крупы — лучший мастер класс с инструкцией и фото

Автор: | 18.08.2021

Содержание

Картины из крупы — лучший мастер класс с инструкцией и фото

Очень интересный и популярный вид творчества это создание картин из подручных материалов. Например, картины из крупы своими руками способны органично вписаться в интерьер любого помещения, они будут смотреться весьма интересно и необычно. Этот вид творчества отличается не слишком сложной техникой, поэтому создавать шедевры сможет научиться каждый желающий. Кроме того, отмечается и польза таких занятий для организма.

Считается, что создание картины из семян и круп своими руками успокаивает нервную систему, помогает бороться с депрессией и плохим настроением. Такая работа требует точных действий и прекрасно развивает моторику движений. Занятия развивают художественный вкус, чувство стиля и красоты.

Оглавление статьи:

Что нужно для работы

В качестве материалов необходимы зерна различных культур и растений. Для этого используют зерна гороха, кофе, кукурузы и других культур.

В качестве дополнительных материалов могут понадобиться различные листья, можно использовать бусины, кусочки ткани и так далее, то есть всё то, чем картину можно будет украсить.

Инструментальный набор включает в себя самые обычные предметы: пинцет, гуашь, которую применяют для покраски зерен, клей ПВА, карандаши, суперклей, ила и аэрозольный лак. Иглу используют для того, чтобы при необходимости скорректировать рисунок картины, а лаком покрывают готовое полотно.

В качестве основы для будущей картины в основном используют плотный картон, также подойдут упаковочные коробки от фена, телевизора и любой другой техники, а также другие жесткие материалы. Чтобы картины не теряли форму, и не размокали от клея их не делают из тонкого картона и бумаги, основа должна быть плотной.

Готовой работе для оформления понадобится рамка. Она может быть изготовлена как из дерева или пластика, так и из любого другого материала.

Технология создания картин

Новичкам, решившим впервые заняться таким творчеством, лучше всего выбирать простые рисунки, например квадраты из зерен или орнаменты. Постепенно рисунки можно выбирать и более сложные.

В целом процесс можно разделить на несколько этапов

Подготовка основы под картину и материалов

На выбранную картонную, фанерную или другую основу предварительно наносят рисунок при помощи простого карандаша. Для этого можно воспользоваться копировальной бумагой. Контур эскиза должен быть аккуратным, ровным, едва заметным и очерченным тонкой линией. Затем необходимо определиться с материалами. Выбирают нужные зерна, определяются с количеством и цветом. При необходимости зерна окрашивают при помощи краски. При выборе цвета зерен нужно соблюдать одно правило – не выбирать близкие по цвету материалы для расположения на соседних участках.

Окрашивание зерен

Процесс окрашивания не сложен, но требует определенных манипуляций. Выбранную крупу, чаще всего используют рис, помещают в емкость. Затем в нее добавляют несколько капель краски и перемешивают. Затем материал раскладывают на пленку и периодически перемешивают, чтобы зерна не слипались.

После полного высыхания можно их использовать.

Раскладывание зерен

Постепенно рисунок заполняют зернами нужного цвета, выкладывая их на клей пинцетом. Для того, чтобы зерна лежали ровно их можно поправить иглой. После завершения создания рисунка зернам дают подсохнуть и покрывают лаком при помощи аэрозоля.

Особой популярностью пользуются картины с узорами или орнаментом, а также картины, отражающие простые геометрические фигуры. Готовую картину нужно поместить в рамку и можно украшать интерьер и обязательно сделать фото картины из крупы на память.

Фото лучших картин из крупы в интерьере

 

 

 

голос

Рейтинг статьи

Картина из крупы своими руками: мастер-класс с фото

Картины из семян и круп, своими руками сделанные ребятишками, становятся особенно актуальными в начале осени, когда в большинстве школ и детских садов проводятся различные конкурсы детского творчества.   А если картина сделана достаточно профессионально, она может стать не только экспонатом выставки, но и украшением дома – например, кухни или обеденной зоны.

Мы предлагаем вам посмотреть, как изготавливается настоящая картина крупой. Мастер-класс получится довольно простым и непродолжительным, потому что работа не будет отличаться особой ювелирностью и сложностью.

Картина из крупы своими руками: мастер-класс с фотоКрупы и бобовые для творчества

Нам понадобится несколько видов крупы и злаков (гречка, горох, пшено, рис, обычная и воздушная кукуруза), а также картон и рамка. Используйте для изготовления картины из крупы фото- или обычную рамку формата А4, чтобы картина получилась достаточно крупной.

Материалы для поделки

Первым делом, мы обведем внутренний контур рамки на картон, чтобы обозначить границы нашего рисунка. Затем простым карандашом нарисуем простенький силуэт вазы и несколько стилизованных цветочков.

Контур рамки и цветы

Теперь покроем вазу толстым слоем клея ПВА, не выходя за контуры рисунка.

ПВА на вазе

Обсыплем этот участок гречкой, а когда она схватится – стряхнем все лишнее.

Обсыпаем гречкой

Горловину и донышко вазы обложим половинками гороха.

Обкладываем половинками гороха

На столе, где стоит наша ваза, клеем нарисуем сетку.

Рисуем сетку клеем

И выложим эту сетку все теми же половинками горошин.

Выкладываем горошек

Стараемся их приклеивать вплотную друг к другу, не оставляя просветов. Одну из ячеек сетки внутри заполним клеем.

Заполняем ячейку клеем

И обсыплем круглыми зернами риса.

Обсыпаем рисом

Таким образом обклеим все сетку, чтобы получилась нарядная скатерть, а затем покроем клеем пространство над столом.

Покрываем клеем

Обсыплем это пространство пшеном, мелкой пшеничной крупой или молотой кукурузой. Получатся обои.

Обсыпаем мелкой крупой

Стебельки цветов выложим рисинками, а головки – воздушной кукурузой.

Рисинки и воздушная кукуруза

Наша картина уже почти готова.

Цветы из попкорна, стебли из риса

Дополним цветочный букет несколькими горошинками.

Дополняем горошинками

И добавим немного зелени – это может быть настоящая сушеная зелень или окрашенные в зеленый цвет зерна риса, манки, вермишель или другие макаронные изделия.

Добавляем зелень

Вместе с зеленью добавим и несколько листочков – это могут быть узкие полоски бересты, плотная бумажная лента или настоящие сушеные длинные листья. Красиво будет смотреться картина, если в нее добавить несколько настоящих сушеных цветочков подходящего цвета.

Дополняем картину берестой или цветами

Остается только вставить рисунок в рамку – и картина из крупы своими руками сделана!

Картина из крупы своими руками

Чтобы она приобрела блеск и особый шик, можно покрыть  ее сверху слоем обычного лака для волос.

Картина из пшена «Мимоза»

Очень нежная весенняя картина «Мимоза» может быть сделана из пшена.

Картина из пшена «Мимоза»

Аппликация из круп «Грибочки» (видео)

Еще одна простая картинка-аппликация из круп «грибочки» пригодиться для выставки осенних поделок:

Картина крупой мастер класс

Поделки из круп и семян могут надолго занять любого, даже неусидчивого ребенка и взрослого. Этот досуг приносит огромнейшую пользу – он тренирует мелкую моторику. А это, в свою очередь, способствует речевому развитию. Детки, которые занимаются созданием поделок из круп, становятся усидчивыми и терпеливыми.

фото 1

Материалы для творчества

Для того, чтобы начать работу, необходимо подготовить зерна разнообразных культур. Может понадобиться для создания картин:

  • кукуруза,
  • фасоль,
  • манка,
  • рис,
  • горох,
  • пшено,
  • кофе,
  • арбузные семечки.

Также в качестве вспомогательных материалов могут быть использованы листья, бусинки, ткань и некоторые другие предметы, с применением которых можно украсить изделие. Обязательно необходимо иметь и инструментальный набор. Здесь потребуются следующие простые предметы:

  • гуашь,
  • пинцет,
  • клей ПВА,
  • карандаши,
  • лак.
  • картон.

Для того, чтобы провести коррекцию на рисунке может понадобиться игла. Готовое полотно желательно покрыть лаком. Для основания картины лучше подобрать плотный картон. Это необходимо для того чтобы картина не потеряла форму. Лучше всего готовую работу поместить в рамку. Она может быть пластиковой или деревянной. Таким образом, картины из круп и семян будут выглядеть гораздо красивее, они смогут вписаться в любой эко интерьер.

Мастер-класс по изготовлению картины «Сирень»

фото 2

Туя – это достаточно распространенное дерево. Ее очень часто можно встретить в парках. Необходимо заблаговременно собрать семена для изготовления будущей поделки. Эти семена тщательно высушиваются. Для работы нужны клей, гуашь, краска, искусственные листья, холст.

фото 3

Сначала семена красятся краской. Для этого лучше всего использовать водоэмульсионную краску и колеры нужного цвета.

фото 4

Необходимо нарисовать контуры букета сирени. Тут нет строгих правил и стоит полагаться только на свою фантазию и вкус. Можно нарисовать веточки или вазу. Последнюю лучше всего выкладывать из соломки.

фото 5

Далее происходит основной этап работы. Семена нужно выкладывать и фиксировать при помощи клея. Очень красиво смотрится картина, если использовать семена, окрашенные в разные цвета. Осталось только дать картине высохнуть.

Мастер-класс по изготовлению картины «Рыбка»

Детям нравится делать аппликации с изображением живых существ, а картины из семян их смогут заинтересовать и вдохновить. Следующий мастер класс дети должны делать вместе с родителями. Для работы понадобится крупа:

  • пшено,
  • рис,
  • гречка,
  • горох.

А также необходимы холст, клей, кисть, лак.

Сначала нужно найти изображение рыбки в интернете. Его же можно нарисовать самостоятельно, даже не имея особых навыков. По контуру рыбки нужно закрепить крупную крупу. Лучше всего использовать гречку. Не нужно использовать слишком много клея. Это может испортить поделку.

фото 6

Далее на оставшиеся участки наносится клей и фиксируется остальная крупа. Нужно не оставлять пустых мест, но в то же время не сыпать слишком много крупы. При необходимости корректировки картины используют иглу.

фото 7

Для того, чтобы поделка не осыпалась и долго хранилась, применяют лак. Но покрывать полотно нужно только после полного засыхания картины.

фото 8

Если у вас появилось желания сделать картины из семян предоставленный мастер класс поможет вам в этом. Красиво получаются ежики, пчелки, котята, щенки и иные животные.

фото 9фото 10

Мастер класс по изготовлению картины «Павлин» из семян

Еще одна красивая картина станет хорошим подарком и украшением интерьера. Для ее создания не нужно много времени. Стоит только подготовить материалы:

  • шаблон,
  • манная и кукурузная крупа,
  • арбузные семечки,
  • клей,
  • кисть.

На бумаге необходимо нарисовать павлина. Если есть распечатанный шаблон, это еще лучше. Подойти могут даже самые обычные раскраски.

фото 11

Концы перьев на картинке нужно смазать клеем. Далее их засыпают кукурузной крупой. Это же действие проводят и с лапами птицы. После того, как картина высохнет, ее нужно слегка стряхнуть. Излишки крупы удалятся сами.

фото 12

Теперь нужно плотно приклеить арбузные семечки. Все остальное покрывается манной крупой. На завершающим этапе картина украшается и раскрашивается по своему усмотрению.

Картина из зерен и крупы фото 13

Применение сторонних материалов

В интернете можно найти самые разные картины из семян и круп фото см. картинку ниже. Некоторые мастера даже делают копии известных картин. Поделки могут быть сделаны на картоне, фанере, ДСП и т.д. Могут быть использованы ящики от мебели и некоторые строительные материалы. Рамки можно делать самостоятельно из реек, пенопластового плинтуса. Но закрепление рамки происходит только после того как изделие полностью высохнет. Не нужно забывать о том, что рисунок для долговечности покрывается лаком. Это может быть сделано даже в несколько слоев. При использовании крупы, ее можно предварительно окрасить в нужный цвет. Это поможет создать правильную цветовую гамму рисунка.

Картина крупой мастер класс фото 14

 

Поделиться ссылкой:

Картины из семян и косточек своими руками

Если у вас в закромах накопилось много зерен и семян, которые вы не будете использовать по назначению, тогда пустите их в творчество сделайте поделки картины из семян. Например, фасоли, белых и черных семечек подсолнуха, кукурузы и подобного материала можно изготовить красивые картины и панно. Сегодня вы научитесь делать оригинальные орнаменты из семян и зерен, наклеенных на обычный картон.

Для работы соберите такие материалы:

  • кусок плотного картона
  • линейку
  • простой карандаш
  • ножницы
  • несколько листов белой бумаги
  • тюбик с клеем ПВА
  • блюдце
  • семена кукурузы, коричневой и белой фасоли, подсолнуха, тыквы, зерна проса.

В этой статье вы увидите пошагово картины сделанные из семян и круп фото прилагается. Для того чтобы начать свое творчество, возьмите кусок картона прямоугольной формы. Подойдет боковая часть от коробки, в которой транспортируют продукты или бытовую технику.

фото 1

Разрежьте его на две одинаковые полосы шириной примерно 20 см.

Из белой бумаги вырежьте полосочки и оклейте ими боковые части картонных заготовок (фото 2).

Потом белой бумагой оклейте всю оставшуюся часть картона. Основа для работы готова (фото 3).

Теперь с помощью линейки и простого карандаша нарисуйте орнамент, как показано на фото (фото 4)

фото 2фото 3фото 4

Коричневую фасоль насыпьте в блюдце, чтобы удобнее было брать, и приклейте ее клеем ПВА по графическому рисунку. Старайтесь располагать семена максимально ровно, а еще выбирайте только красивые и без механических повреждений (см. фото 5-6).

Приклейте фасоль и на вторую заготовку, так вы одновременно закончите обе картины.

Теперь подготовьте семена тыквы. По три штучки белых семечек приклейте у края картонной заготовки (см. фото 7-8).

Дальше в ход пойдут кукурузные зерна. Разместите их на острых концах белых семечек (см. фото 9-10).Уже вырисовывается красивый орнамент.

Дополните его семенами подсолнуха. Черные семечки располагайте между белыми (см. фото 11-12).

Чтобы заполнить пустующие места, возьмите еще и белую фасоль. Расположите зерна в уголках с коричневой фасолью (см. фото 13-14).

фото 5фото 6фото 7фото 8фото 9фото 10фото 11фото 12фото 13фото 14

Все, больше ничего добавлять не нужно. Орнамент отлично смотрится, утяжелять его не стоит.

Остается только сделать фон. Для этого используйте самые мелкие семена, которые найдете. Для этой цели прекрасно подходят миниатюрные зерна проса.

Наносите клей на пустые белые места и засыпайте зернышками. Когда зерна подсохнут, налейте немного клея поверх них. Это нужно для более надежной фиксации всех частей рисунка.

После полного высыхания можно оценить результат своего труда. Картина с оригинальным орнаментом из семян своими руками готова!

фото 15фото 16фото 17фото 18фото 19

По такому же принципу можно изготовить панно круглой формы. В этом случае орнамент выкладывается по кругу.

Совет: чтобы продлить «срок эксплуатации» таких картин, их нужно покрыть слоем бесцветного лака. Так вы защитите свои творения от воздействия солнечных лучей и насекомых. А еще на них не будет собираться много пыли.

Не бойтесь экспериментировать, пробуйте и реализуйте любые свои фантазии.

Поделиться ссылкой:

Картины из семян и круп – новое слово в дизайне интерьеров

Несмотря на доступность материалов, картины из круп и семян лишь недавно начали завоевывать популярность. Оригинальные изображения с неординарной фактурой все чаще привлекают дизайнеров интерьера. Но собственноручное создание такого шедевра доступно каждому.

Инструменты и расходные материалы

Разнообразие материалов для такого рукоделия просто поражает! При создании картины можно использовать все, чем богата кладовая: зерна, крупы, семена, специи, а также различные виды макарон, орехи, чай и т.п.

  • Зерна – бобовые, злаки, кофе, кукуруза;
  • Крупы – пшеничная и ячневая (различного помола), рис, манка, гречка, пшено;
  • Семена – дыня, арбуз, кунжут, лен, тыква, подсолнух, мак;
  • Специи – гвоздика, перец, лавровые листья, горчица.

Также для работы нам понадобятся:

  • лист картона (подойдет любой из его видов: декоративный, поделочный или упаковочный),
  • лист ДВП или тонкой фанеры (желательно белого цвета – для основы),
  • простой карандаш или уголек,
  • копирка – для нанесения рисунка,
  • клей ПВА с тонким носиком на тюбике,
  • пинцет,
  • акриловые краски,
  • кисточки,
  • лак.

Если в работе планируется использование макарон, тогда нужно подготовить еще и термопистолет с клеем белого цвета.

Подготовительные работы

Поскольку подручные материалы не всегда способны передать необходимую для картины цветовую гамму, прежде чем приступать к работе, нам необходимо некоторые из них окрасить в нужные цвета. Для этого берем нужное количество емкостей, льем в них краски, а после этого высыпаем материалы. Аккуратно перемешиваем и следим за равномерностью покраски. Далее вынимаем продукты из емкостей с красками и равномерно раскладываем для просушки.

Когда они подсохнут, берем необходимое для работы количество материалов и расфасовываем их по различным емкостям, соответственно виду и цвету. Если в работе используем фасоль, то аккуратно разделяем ее на семядоли. После этого берем лист-основу и с помощью карандаша размечаем на нем необходимые для размещения в рамке припуски.

Создание картины

Используя копирку, переносим на лист-основу рисунок нашей будущей картины (линии при этом бросаться в глаза не должны, поэтому следим, чтобы карандаш был тонко заточен). Далее берем акриловые краски и раскрашиваем ими эскиз, дабы придать изображению яркости. Когда рисунок подсохнет, приступаем к нанесению клея ПВА.

В первую очередь, определяем фрагменты нашей аппликации, на которых будут размещаться крупы, семена или специи с наиболее мелким калибром. При помощи плоской кисточки небольшого размера намазываем клей и распределяем его в пределах этих площадей. Далее насыпаем материал и отставляем картину на 3-5 часов до полного высыхания.

После этого переворачиваем панно, чем удаляем лишние продукты. На следующем этапе производим аналогичную процедуру с семенами или крупами средней величины. При этом обязательно нужно следить, чтобы не было просветов и неровностей. Наиболее крупные зерна и семечки приклеиваем точечно: на каждое из них наносим по капле клея и крепим к аппликации.

Готовую работу с помощью тонкой кисточки покрываем акриловым лаком и оставляем на сутки, чтобы она хорошо подсохла. После этого картину вставляем в рамку и закрываем стеклом.

Поделки из крупы, семян или семечек своими руками. Мастер класс. Видео

Автор Teddy На чтение 6 мин. Просмотров 2.5k. Обновлено


Поделки из зерен, крупы и различных семян своими руками – отличный способ занять детей с пользой, ведь работа с таким натуральным материалом прекрасно тренирует мелкую моторику рук, что способствует улучшению общего и речевого развития. Также такие занятия помогают воспитывать в детках терпение, старание и усидчивость.

Особенности творчества с использованием природных материалов

Поделки из крупы своими руками могут сделать не только школьники, ведь такое совместное творчество подойдет даже для маленьких детей. Правда, с малышами потребуется находиться неотлучно, чтобы они никак себе не навредили.

Итак, в качестве материала вам могут пригодиться:

  • всевозможные виды круп и зерен ‒ гречка, рис, просо, манка;
  • бобовые – горох, чечевица и разноцветная фасоль;
  • любые семена и семечки – арбузные, тыквенные, дыни и подсолнечника и т. д.

Можно взять даже макароны. Также в процессе работе будут нужны: плотная бумага или картон, клей, ножницы, ткань, пластилин, шаблоны различных узоров, украшения (по вашему желанию).

Самые лучшие поделки из крупы, семян и семечек своими руками ‒ это аппликации и картины. Вы можете придумывать сюжеты с ребенком самостоятельно или же использовать какие-то готовые шаблоны и переносить их на бумагу. Сложность работ должна зависеть от возраста детей, учитывайте, что малышу должно быть интересно сделать поделку именно самостоятельно, пусть и с вашей помощью, но не быть совсем в стороне.

Создаем аппликации и картины своими руками

Тема работ может быть какой угодно. Но очень красивыми и оригинальными получаются поделки из зерен и других натуральных материалов на тему весны. Весенние пейзажи (поделки из арбузных семечек и круп), пышные цветы (особенно хорошо получаются цветы из тыквенных семечек – астры, подсолнухи, подснежники) ‒ прекрасные идеи для детского творчества.

Чем больше вы задействуете различных круп, семечек и семян, тем лучше, ведь все они не только разнятся по своим размерам и форме, но еще и по цвету и фактуре. То есть, у вас будет огромное пространство для фантазии и творчества. А если для вашей поделки из зерен нужны какие-то особенные цвета, то вы всегда можете покрасить свои материалы, используя акварельные краски или гуашь.

Попробуйте начать с несложной аппликации. К примеру, в качестве поделки из тыквенных семечек можете сделать корзинку с цветами.

  1. Нарисуйте контуры корзинки на листе плотной бумаги или картона и намажьте их клеем.
  2. Далее выкладывайте по этим контурам тыквенные семечки, чтобы из них получилась объемная корзинка.
  3. Внутри точно таким же образом нарисуйте цветы – это могут быть подсолнухи, астры, маки, ромашки, подснежники или любые другие. Используйте для их создания семечки различных размеров ‒ тыквенные, арбузные, семена подсолнуха.
  4. Серединки цветочков можно сделать из бусинок или засыпать мелкой крупой.
  5. Разрисуйте ваш букет и покрасьте корзинку в коричневый цвет. Можно украсить аппликацию блестками или наклейками, добавить какие-то детали из пластилина.

На тему весны легко сделать и вазу с цветами – точно так же, как и корзинку. Чтобы детские поделки из семечек долго хранились и не осыпались, можете побрызгать их лаком для волос или покрыть прозрачным лаком для ногтей.

Любимым занятием для детей станет создание аппликаций и картин с изображением различных зверюшек, птичек или рыбок. Придумайте вместе с ребенком сюжет и воплотите сказку с помощью поделки из тыквенных или арбузных семечек, а также других всевозможных материалов.

Невероятно милыми получаются рыбки, ежики, пчелки, улитки, уточки, кошки и другие зверюшки. Посмотрите, как легко сделать в качестве поделки из семечек картину с ежиком.

  1. Распечатайте рисунок с изображением ежика или нарисуйте его самостоятельно.
  2. Нанесите ему на спину хороший слой клея и начинайте постепенно прикреплять на него семечки (это могут быть арбузные семечки или семена подсолнуха).
  3. Приклеивать семечки нужно так, чтобы они все были направлены острыми кончиками в одну сторону.
  4. Остальные части тела ежика можно просто раскрасить, а на колючки прикрепить ему грибочки или фрукты, сделанные из пластилина.

А вот какую можно создать интересную картину с павлином с помощью арбузных семечек, а также манной и кукурузной крупы.

  1. Рисуем павлина на плотной бумаге или распечатываем готовый шаблон (подойдут даже обычные раскраски).
  2. Намажьте клеем круглые концы перьев и засыпьте их кукурузной крупой. То же самое проделайте с лапками птички.
  3. Когда она немного подсохнет, отряхните с листа остатки.
  4. Украсьте перья арбузными семечками, плотно приклеивая каждую из них.
  5. Через некоторое время покройте клеем все оставшееся изображение павлина, кроме головки, и засыпьте его манной крупой, расчищая при этом контуры с помощью зубочистки.
  6. Головку можно разрисовать, а картину украсить по своему усмотрению. Как видите, поделки из арбузных семечек делаются очень просто.

Другие идеи поделок из натуральных материалов

Картина может представлять собой не только изображение чего-либо, но и быть просто панно из крупы, семечек и других природных материалов.

Такое панно лучше выполнять на ткани (как правило, используется мешковина или другая натуральная ткань), но можно брать и бумагу. Разделите ваше пространство на различные сектора ‒ это могут быть геометрические фигуры или абстракция, а потом заполняйте их различными зернами и семенами (выбирайте материал разного цвета, фактуры и формы, комбинируйте их и старайтесь правильно сочетать).

Для разделения секторов возьмите джутовый шпагат – тогда ваше природное панно получится более органичным. Обычно такие картины не красят, но лаком закрепить можно.

С детьми более старшего возраста можете попробовать создать объёмные фигурки или игрушки, как поделки из семян и круп. Тогда материал нужно будет крепить к каркасу вашего изделия, к примеру, можно сделать домик для какого-то сказочного героя, форму для подсвечника или украсить рамку для фотографий.

Поделки из семечек своими руками – это идея прекрасного совместного творчества с детьми, которое принесет пользу и хорошее настроение для всей вашей семьи.

https://youtu.be/2DiBLy_6m7o

словарный запас по зернам, бобам и орехам | Словарь

Помимо фруктов и овощей, растения также дают нам зерна , бобов и орехов .

Зерна

Зерновые — это семена злаковых трав, называемых злаков , которые впервые начали культивировать более девяти тысяч лет назад. В числе первых возделывались пшеница и ячмень на Ближнем Востоке, рис и просо в Азии и Африке, а также кукуруза или кукуруза в Центральной Америке. Все эти зерна все еще едят сегодня, а также многие другие, такие как овес, рожь и сорго.Многие зерна варят и едят целиком или превращают в хлопьев для завтрака . Но зерна, такие как пшеница, рожь, просо и кукуруза, обычно измельчают в порошок, называемый мука , который затем используется для приготовления таких продуктов, как хлеб, торты и лепешки.

Фасоль

Как и зерна, бобы — это съедобных семян, но бобы обычно крупнее зерен и происходят из цветущих растений, а не из трав. Их выращивали тысячи лет во всех частях света.Широкая фасоль, маш и адзуки были впервые выращены в Азии, а фасоль лима, фасоль пегая, почечная фасоль и фасоль (теперь используются для приготовления «запеченных бобов») были впервые выращены в Южной Америке. Какао-бобы, из которых делают шоколад, также происходят из Южной Америки, в то время как самые известные зерна Африки — это кофейные зерна.

Бобы происходят из большого семейства растений, называемых бобовых . К другим съедобным бобовым относятся нут, чечевица, черноглазый горох и соя.Большинство бобовых имеет длинных семенных коробочек и семян, в которых растут семена. После того, как семена превратятся в то, что мы называем фасолью или горохом, семенные коробочки снимают с растения и раскалывают.

Орехи

Орехи — это твердые сухие плоды с древесным внешним покрытием, которое необходимо расколоть, чтобы внутрь оказались съедобные семена. Некоторые орехи настолько твердые, что для их открытия используются специальные инструменты, называемые щелкунчики (изображение справа). Некоторые из самых популярных орехов — миндаль, фундук, кешью, каштаны, бразильские орехи, фисташки, грецкие орехи, пекан и орехи макадамия.Один из самых известных орехов — кокос. Его белая мякоть восхитительна, а вода внутри делает сладкий и освежающий напиток. Еще одно известное блюдо, которое большинство людей считает орехом, на самом деле является бобовым. Они растут под землей и их часто едят с напитками в баре или на вечеринках. Вы можете догадаться, что это такое?

фасоль (существительное): съедобное семя, часто имеющее форму почки, которое растет в семеннике. Мексиканцы едят много фасоли, особенно красной фасоли.

хлопья для завтрака (или хлопья) (существительное): продукты для завтрака, приготовленные из жареного зерна, особенно.пшеница, кукуруза или овес — Налейте в миску хлопья для завтрака и добавьте немного молока.

злак (существительное): 1. растение, производящее съедобное зерно, такое как рис и пшеница 2. хлопья для завтрака — Злаки являются хорошим источником большинства типов витамина B.

съедобный (прилагательное): безопасный и достаточно вкусный, чтобы есть — Некоторые грибы съедобны, но некоторые настолько ядовиты, что могут убить вас.

мука (существительное): порошок, полученный путем измельчения зерна — Мария покупает пшеницу и сама перемалывает ее в муку.

зерно (существительное): семена, используемые в пищу, такие как пшеница, рис и просо — Из разных зерен делают разные виды хлеба.

измельчить (глагол): измельчить что-либо на мелкие кусочки — Кукурузная мука производится путем измельчения зерен кукурузы в мелкий порошок.

бобовых (существительное): растение с семенной коробочкой, содержащей фасоль или горох — Знаете ли вы, что арахис на самом деле не орех? На самом деле это бобовые.

орех (существительное): твердый сухой фрукт с семенами внутри твердой древесной скорлупы — Можно ли получить в магазине пакет ореховой смеси?

щелкунчик (существительное): инструмент для разламывания твердой скорлупы орехов — Вам придется использовать щелкунчик, чтобы расколоть эти грецкие орехи.

стручок (также стручок) (существительное): длинная структура бобовых, в которой растет несколько горошин или бобов — Перед приготовлением бобы их нужно удалить из семенных коробочек.

Словарь по мясу и птице Английский клуб : Выучить английский язык : Словарь : Тематический словарь: Еда : Виды еды : Зерна, бобы и орехи

Фактов о зерне для детей

Зерно — это семена некоторых специальных видов трав. Основные виды товарных зерновых культур — зерновые. В пищу люди выращивают разные виды зерна. Различные виды зерна, возможно, являются одними из самых важных продуктов питания в мире.

Некоторые виды зерна:

87% всего зерна, выращиваемого фермерами во всем мире, составляет кукуруза.Злаки содержат углеводы, которые можно есть. В более бедных странах зерно составляет значительную часть продуктов питания. В более богатых странах они по-прежнему важны как еда, но не так важны, как в более бедных странах. При выращивании зерна требуется много воды. Для выращивания одной тонны зерна необходимо около 1000 тонн воды.

Многие продукты сделаны из разных видов зерна. Зерно часто перемалывают в порошок, называемый мукой. Из муки можно делать хлеб, пирожные или лапшу.

Из ячменного солода, пшеницы и других зерен делают разные сорта пива.

Тортильи производятся из особой кукурузной муки, которая называется masa .

Классификация

Злаки

Все зерновые культуры относятся к семейству злаковых (Poaceae). Зерна злаков содержат значительное количество крахмала — углевода, обеспечивающего пищевую энергию.

Каши теплые
Каши холодного сезона

Зерна псевдозерновых

Крахмалистые зерна из семейств широколистных (двудольных) растений:

импульсов

Бобовые или зерновые бобовые, принадлежащие к семейству гороховых, имеют более высокое содержание белка, чем большинство других растительных продуктов, около 20%, в то время как соевые бобы содержат до 35%.Как и все другие цельнозерновые продукты, бобовые также содержат углеводы и жиры. Общие импульсы включают:

Масличные

Масличные зерна выращивают в основном для получения пищевого масла. Растительные масла обеспечивают пищевую энергию и некоторые незаменимые жирные кислоты. Они также используются в качестве горюче-смазочных материалов.

Горчичное семейство
Семейство Астра
Другие семьи
Зерновые, орехи, бобовые

злаков | Энциклопедия.com

Происхождение

Зерновые злаки — это семена таких злаков, как пшеница, просо, рис, ячмень, овес, рожь, тритикале, сорго и кукуруза (кукуруза). Около 80 процентов белка и более 50 процентов калорий, потребляемых людьми и домашним скотом, поступает из зерновых культур. Соединенные Штаты являются основным поставщиком зерновых для остального мира, а некоторые бедные страны зависят от даров из Америки как немолотого, так и обработанного зерна, чтобы их люди не голодали.

Большинство археологов и палеоантропологов сходятся во мнении, что земледелие началось примерно в 10 000 году до нашей эры, когда люди у рек Тигр и Евфрат в Месопотамии (позже Ирак) поселились в деревнях и начали выращивать и разводить пшеницу. К 8000 г. до н.э. люди в Центральной Азии выращивали просо и рис. К 7000 г. до н.э. люди на территории современной Греции выращивали не только пшеницу, но и ячмень

и овес. К 6000 г. до н.э. крестьяне перемалывали зерна злаков, забивая их каменными пестиками, и жарили измельченные зерна.К 3000 г. до н.э. люди в Южной Америке и, вероятно, в Центральной Америке тоже выращивали кукурузу. До 2500 г. до н.э. древние египтяне выращивали пшеницу и ячмень и ферментировали их для производства пива. Ручные мельницы для измельчения зерна появились к 1200 г. до н.э. и продолжали использоваться в большинстве американских колоний семнадцатого века для обработки зерна злаков.

Колониальная эра: выживание и дальнейшее развитие

Пшеница была основным продуктом европейской диеты, особенно ценилась при переработке в муку для выпечки.Поэтому первые европейские колонисты в восточной части Северной Америки — голландцы, англичане, шведы и немцы — принесли с собой пшеницу. Однако они быстро столкнулись с проблемами. В Вирджинии высокая влажность способствовала гниению хранимой пшеницы, потому что шелуха пшеницы с высоким содержанием жира прогоркла. Это отравило осенний урожай, сделав его непригодным для зимней пищи. В Новом Амстердаме (позже Нью-Йорке) и Новой Англии пшенице было трудно выжить в прохладном климате, что делало урожай непродуктивным.

Коренные американцы Новой Англии были в основном фермерами, и их наиболее важной культурой была кукуруза, которая была разных сортов и была достаточно выносливой, чтобы переносить холодную погоду.Используя запасы коренных американцев, колонисты взяли наиболее урожайные стебли кукурузы и вывели их, чтобы сохранить их хорошие качества, такие как много початков на стебель, большие зерна и успешное прорастание, в ожидании получения лучшего урожая в следующем сезоне. Но особенность кукурузы в том, что при инбридинге ее хорошие качества всегда теряются, что делает каждый последующий урожай хуже, чем предыдущий. Чтобы кукуруза оставалась морозостойкой, ее разновидности необходимо скрещивать. Неудача с урожаем пшеницы и кукурузы почти унесла голод всех первых поселенцев, но коренные американцы делились своим урожаем, что позволило многим колонистам выжить.

К началу 1700-х годов зерновые, рис и овес были импортированы из Старого Света. Рис мог расти на труднопроходимой местности, например, в холмистой и каменистой местности западной Пенсильвании. С 8000 г. до н.э. до девятнадцатого века рис выращивали на суше, а не на заросших водой рисовых полях. Таким образом, первые американские колонисты выращивали морозостойкий сухой рис, который был предком современного дикого риса, начиная с Южной Каролины в 1695 году. Овес оказался устойчивым как к засухе, так и к холоду. Устойчивость к засухе оказалась жизненно важной для южных колоний, которые страдали от многолетних засух в семнадцатом и восемнадцатом веках, а устойчивость к холоду сделала его почти таким же ценным, как кукуруза, и на какое-то время более ценным, чем пшеница.В семнадцатом веке колонисты научились делать хлеб из кукурузы, и кукурузный хлеб, или пирожные «Джонни», стал повседневной частью американского рациона.

В 1769 году была представлена ​​паровая мельница. В водяных мельницах и ветряных мельницах проточная вода или ветер приводили в движение огромные камни для измельчения зерна злаков, но паровые мельницы приводили в движение металлические мельницы и могли быть построены практически где угодно, не только на реках или в ветреных районах. Новые иммигранты постоянно прибывали в колонии и приносили с собой свои предпочтения в переработанной пшенице; паровая мельница позволила быстро перерабатывать пшеницу до того, как она заглохнет, что способствовало выращиванию пшеницы в Пенсильвании.

От революции до 1900 года: рост производства и механизация

К концу колониальной эры зерновые стали товарными культурами; то есть их было достаточно, чтобы продать после того, как фермеры накормили себя. В начале республики федеральное правительство и правительства штатов пытались регулировать и взимать налоги с урожая. В сложной сельской местности западной Пенсильвании фермеры перегоняли кукурузу и рожь в виски, ценный продукт, который был коммерчески жизнеспособным при поставках на восток в города.Однако в 1791 году федеральное правительство ввело высокий налог на виски, вынудив фермеров из Западной Пенсильвании либо доставлять свое зерно на восток через грубые холмы с большими затратами, либо отказаться от производства виски. Они восстали в 1794 году, и президент Джордж Вашингтон поднял и возглавил армию, подавившую восстание.

В течение первого десятилетия девятнадцатого века рис стал основной экспортной культурой Джорджии и Южной Каролины и в конечном итоге станет основной культурой в Луизиане и Техасе.Пшеница выращивалась на равнинах в Нью-Йорке и Пенсильвании. Шведы начали селиться на Среднем Западе, принеся с собой традиционные методы выращивания пшеницы и в конечном итоге превратив Небраску в крупного производителя пшеницы. В 1874 году русские иммигранты привезли в Канзас семена турецкой красной пшеницы; карликовая пшеница, она была засухоустойчива и стала источником многих сортов карликовой пшеницы, выращиваемой в Америке.

Возможности Америки по выращиванию зерновых культур значительно превзошли ее возможности по сбору урожая.В 1834 году началась механическая революция в сельском хозяйстве, когда Сайрус МакКормик представил свою механическую жатку, которая позволяла двум полевым работникам выполнять работу, на которую раньше требовалось пять. Последующие жнецы полагались на людей или лошадей, чтобы тянуть их, но хорошо работали с кукурузой, пшеницей и рожью. Великие равнины с их огромными плоскими ландшафтами идеально подходили для механической жатки, и ее доступность побудила фермеров засыпать равнины большими полями зерновых культур. В 1830-х годах коренные американцы на Среднем Западе сами начали выращивать пшеницу.В 1847 году Маккормик запатентовал еще один важный сельскохозяйственный орудие — дисковый плуг, который облегчил посадку ровных рядов злаковых трав.

К 1874 году механические сеялки последовали за механическими жатками, позволяя фермерам сажать за день то, на что раньше уходила неделя. Проблема заключалась в том, что для наилучшей работы механическим сеялкам требовалась влажная вспаханная земля. (Это была одна из многих причин, по которым федеральное правительство платило за оросительные каналы на Среднем Западе в 1920-х и 1930-х годах.)

В 1890-х годах были представлены зерноуборочные комбайны. Сначала эти большие машины с вращающимися лопастями, похожими на гребные колеса на пароходах, запряженные упряжками лошадей, могли собирать урожай и тюки пшеницы и сортировать початки кукурузы. Результатом стал еще один скачок эффективности на 80 процентов по сравнению со старыми механическими харвестерами. Вскоре комбайны будут оснащены двигателями внутреннего сгорания, и одна ферма сможет собрать почти в двадцать раз больше земли, чем можно было бы собрать в начале девятнадцатого века.Это сделало бы возможным корпоративное сельское хозяйство.

Двадцатый век и за его пределами

В 1941 году доктор В. Генри Себрелл и другие убедили производителей хлеба и других зерновых продуктов смешивать тиамин, рибофлавин, ниацин и железо в своей выпечке. Федеральное правительство сделало это обязательным на время Второй мировой войны, но отдельные штаты расширили его до 1950-х годов. Затем Федеральное управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) потребовало обогащения муки. Случаи недоедания снизились примерно за два десятилетия до того, как драматические изменения в американском питании, причудливые диеты, сделали недоедание растущей проблемой в течение и после конца 1970-х.

В конце 1950-х годов федеральное правительство начало одну из нескольких кампаний по улучшению питания американцев, включая пищевые «треугольники» или «пирамиды», которые после многих лет пропаганды сделали зерновые злаки основой здорового питания. молочные продукты и мясо с высоким содержанием жира, например бекон (для энергии). Треугольники, как правило, имели зерно и зерновые продукты, такие как хлеб, в основании треугольника, с молочными продуктами, такими как молоко и яйца, в середине треугольника и мясом на пике, что означает, что диета должна состоять в основном из зерна, реже молочных продуктов и тем более мяса.Когда яйца выходили из употребления из-за холестерина, их перемещали вверх. Сначала фрукты и овощи были объединены с зерном, но в 1960-х годах им была присвоена отдельная категория. К 2000 году пирамида FDA была настолько запутанной, что ее почти никто не понял, хотя федеральное правительство запускало рекламу, продвигающую ее во время детских телешоу. Зерновые всегда оставались основой рекомендуемой правительством диеты. Статус зерновых культур оказался под серьезной проблемой в середине 1980-х годов, и вскоре после начала двадцать первого века некоторые диетологи настаивали на том, чтобы овощи с высоким содержанием витамина С и грубые корма заменили зерновые культуры, которые были связаны с кариесом.

БИБЛИОГРАФИЯ

Коэн, Джон. «Геном кукурузы выходит из упаковки: Конгресс готовится запустить проект генома кукурузы». Science 276 (1997): 1960–1962.

«Канзасские хронологии». Историческое общество штата Канзас, сельское хозяйство. Доступно на http://www.kshs.org.

Park, Youngmee K., et al. «История обогащения зерновых продуктов в Соединенных Штатах». Питание сегодня 36, вып. 3 (май 2001 г.): 124.

Себрелл, У. Генри. «Пятидесятая годовщина — обогащение злаков.« Nutrition Today 27 № 1 (февраль 1992 г.): 20–21.

Зибольд, Рональд.« Из реки Канзас ». Total Health 15, № 3 (июнь 1993 г.): 44–45.

«Что такое зерновые?» Доступно на http://www.kelloggs.com.

Кирк Х. Свекла

См. Также Сельское хозяйство ; Сельское хозяйство, Департамент ; Питание и витамины .

Запасные белки семян зерновых: структуры, свойства и роль в использовании зерна | Journal of Experimental Botany

Аннотация

Запасные белки составляют около 50% от общего количества белка в зрелых зерновых злаках и оказывают важное влияние на их питательные качества для человека и домашнего скота, а также на их функциональные свойства при переработке пищевых продуктов.Краткий обзор современных знаний о структурах и свойствах запасных белков проламина и глобулина зерновых и их механизмах синтеза, переноса и отложения в развивающемся зерне приводится здесь. Также обсуждается роль белков глютена пшеницы в определении качества зерна для выпечки хлеба и то, как можно управлять их количеством и составом, что приводит к изменению свойств замеса теста.

Введение

Зерновые — самые важные сельскохозяйственные культуры в мире, с общей годовой урожайностью зерна, превышающей 2000 миллионов тонн (т), по сравнению с менее чем 250 т для семян бобовых (включая бобовые, сою и арахис) (FAO, 1999).Хотя выращивается несколько видов зерновых, на три (кукуруза (604 т в 1998 г.), пшеница (589 т в 1998 г.) и рис (563 т в 1998 г.)) вместе приходится более 70% от общего объема производства. К другим зерновым относятся ячмень, сорго, просо (которое включает ряд мелкосемянных тропических видов), овес и рожь в порядке уменьшения общего производства.

Зерна злаков содержат относительно мало белка по сравнению с семенами бобовых, в среднем около 10–12% сухого веса. Тем не менее, они обеспечивают более 200 мт белка для питания людей и домашнего скота, что примерно в три раза превышает количество, полученное из более богатых белком (20–40%) семян бобовых.Помимо своей питательной ценности, белки семян зерновых также влияют на использование зерна в пищевой промышленности. Это особенно важно для пшеницы, которая в значительной степени потребляется людьми после переработки в хлеб и другие продукты. Поэтому неудивительно, что белки семян зерновых были основной темой исследований в течение многих лет с целью понимания их структуры, контроля синтеза и роли в использовании зерна.

Запасные белки семян зерновых

Научное изучение белков зерна злаков насчитывает более 250 лет. Выделение глютена пшеницы было впервые описано в 1745 году (Beccari, 1745).С тех пор были проведены более систематические исследования, в частности Т. Б. Осборном (1859–1929), которого можно считать отцом химии растительных белков. Осборн разработал классификацию растительных белков, основанную на их растворимости в ряде растворителей, например, альбумины в воде, глобулины в разбавленном физиологическом растворе. Хотя «фракционирование по осборну» все еще широко используется, сегодня более обычным явлением является разделение белков семян на три группы: запасные белки, структурные и метаболические белки и защитные белки.Запасные белки семян делятся на три разные фракции Осборна и встречаются в трех разных тканях зерна.

Накопительные глобулины

Эмбрион и внешний алейроновый слой эндосперма содержат запасные белки глобулина, а белки из эмбрионов кукурузы были охарактеризованы довольно подробно (Kriz, 1989, 1999; Kriz and Schwartz, 1986; Kriz and Wallace, 1991; Wallace and Kriz, 1991 ). Эти белки легко растворимы в разбавленном солевом растворе и имеют коэффициент седиментации около 7.Они имеют ограниченное сходство последовательностей с 7S вицилинами бобовых и других двудольных растений и могут быть гомологичны им; они также имеют схожие структуры и свойства (Kriz, 1999). Родственные белки были обнаружены в зародышах и / или алейроновых слоях пшеницы, ячменя и овса (Burgess and Shewry, 1986; Yupsanis et al. ., 1990; Heck et al. ., 1993). 7S-глобулины из зародышей риса также были охарактеризованы (Horikoshi and Morita, 1975), но их связь с 7S-глобулинами других растений не установлена.Глобулины 7S хранятся в белковых телах и, по-видимому, действуют исключительно как запасные белки. Однако они, по-видимому, не являются абсолютно необходимыми для нормального функционирования семян, по крайней мере, у кукурузы, где нулевой мутант нормально ведет себя с точки зрения развития и прорастания (Kriz and Wallace, 1991). Более того, хотя алейрон и зародыш богаты белками по сравнению с крахмалистым эндоспермом, глобулины в этих тканях имеют ограниченное влияние на свойства зерна конечного использования. В мелкозернистых злаках, таких как пшеница, алейрон и зародыш составляют лишь около 10% от сухой массы зерна и обычно удаляются измельчением (пшеница), полировкой (рис), обработкой жемчуга (ячмень) или декортикацией (сорго) перед потребление человеком.Напротив, зародыш кукурузы составляет 10–11% зерна, и его высокое содержание белка и масла важно для питания скота.

Накопительные глобулины 11–12S, расположенные в крахмалистом эндосперме, также присутствуют по крайней мере в некоторых зернах злаков. Фактически, в овсе и рисе эти белки образуют основную фракцию запасного белка эндосперма, составляющую около 70–80% от общего количества белка. В настоящее время известно, что эти белки относятся к широко распространенным глобулинам «бобового» типа, которые встречаются у большинства двудольных видов (Casey, 1999).Белки риса плохо растворяются в разбавленных солевых растворах и, следовательно, классически определяются как глютелины, но они явно принадлежат к семейству глобулинов 11–12S. Они состоят из подразделений M r ок. 55 000, которые посттрансляционно расщепляются с образованием кислых ( M r примерно 33 000 в овсе, 28–31 000 в рисе) и основных ( M r примерно 23 000 и 20–22 000 соответственно) полипептидные цепи, связанные одной дисульфидной связью (Shotwell, 1999; Takaiwa et al ., 1999). Глобулин овса также напоминает бобовые в плане образования гексамерной структуры с коэффициентом седиментации около 12.

Белки, относящиеся к бобовым, называемые «тритицинами», присутствуют в крахмалистом эндосперме пшеницы, хотя на их долю приходится только около 5% общий белок семян (Singh et al , 1988). Тритицины состоят из больших ( M r около 40 000) и малых ( M r около 22–23 000) полипептидных цепей, но субъединицы, по-видимому, образуют димерные структуры, а не типичные гексамеры боба (Singh ). и др. ., 1988, 1993; Сингх и Шеперд, 1985).

Высокое содержание запасных белков глобулина в зерне овса может способствовать высокой питательной ценности по сравнению с другими зерновыми культурами, такими как ячмень и пшеница, что является важным фактором с учетом широкого использования овса в качестве корма для скота (Lockhard and Hurt, 1986; Cuddeford, 1995).

Запасные белки проламина: общие свойства

За исключением овса и риса, основными запасными белками эндосперма всех злаков являются проламины.Это название первоначально было основано на наблюдении, что они обычно богаты пролином и амидным азотом, полученным из глютамина, но теперь известно, что комбинированные пропорции этих аминокислот фактически варьируются от 30 до 70% от общего количества для разных зерновых и белковые группы. Аналогичным образом, хотя изначально проламины определялись как растворимые в смесях спирт / вода (например, 60–70% (об. / Об.) Этанола, 50–55% (об.) Пропан-1-ола или пропан-2-ола), некоторые встречаются в нерастворимых в спирте полимерах. Тем не менее, все индивидуальные полипептиды проламина растворимы в спирте в восстановленном состоянии.Молекулярные массы проламинов сильно различаются — от 10 000 до почти 100 000.

Таким образом, очевидно, что запасные белки проламина гораздо более разнообразны по структуре, чем глобулины 7S и 11 / 12S, и возможно, что основные группы проламинов у Triticeae (пшеница, ячмень, рожь) и Panicoideae (кукуруза, сорго, просо) имеют отдельное эволюционное происхождение. Тем не менее, большинство проламинов имеют две общие структурные особенности. Во-первых, это наличие отдельных регионов или доменов, которые принимают разные структуры друг для друга и могут иметь разное происхождение.Второй — это наличие аминокислотных последовательностей, состоящих из повторяющихся блоков на основе одного или нескольких коротких пептидных мотивов или обогащенных конкретными аминокислотными остатками, такими как метионин. Эти особенности ответственны за высокую долю глутамина, пролина и других специфических аминокислот (например, гистидина, глицина, метионина, фенилаланина) в некоторых группах проламина.

Суперсемейство проламинов

Обсуждение структуры и свойств проламина может сбить с толку неспециалиста из-за сложности фракций и их специальной номенклатуры.Однако наличие полных аминокислотных последовательностей представителей всех основных групп проламинов позволило переопределить их классификацию в отношении структурных и эволюционных взаимоотношений (Shewry and Tatham, 1990).

Эта новая система классификации относит все проламины Triticeae (пшеница, ячмень и рожь) к трем широким группам: богатые серой (S-богатые), бедные серой (S-бедные) и высокомолекулярные (HMW). ) проламины с несколькими подгруппами в группе S-богатых (таблица 1).Эти группы не соответствуют непосредственно полимерным и мономерным фракциям в пшенице (глютенины и глиадины соответственно), признанным химиками зерновых, поскольку встречаются как мономерные, так и полимерные формы S-богатых и S-бедных проламинов.

Структуры типичных S-богатых, S-бедных и HMW проламинов пшеницы обобщены на рис. 1. Все они содержат обширные повторяющиеся последовательности, основанные на богатых пролином и богатых глутамином мотивах с повторяющимися мотивами S-богатых и богатых глютамином мотивов. Группы S-бедных явно связаны между собой.Сходным образом сходство последовательностей явно присутствует между неповторяющимися доменами S-богатых и HMW проламинов, особенно в положениях консервативных остатков цистеина и соседних с ними аминокислотных остатков. На основании таких сравнений можно сделать вывод, что проламины S-богатые, S-бедные и HMW имеют общее эволюционное происхождение. Более широкие сравнения показывают дальнейшие эволюционные и структурные отношения с несколькими группами белков зеина (см. Ниже), проламинами овса и риса, запасными белками 2S альбумина двудольных семян, ингибиторами α-амилазы и трипсина семян злаков и диапазоном низких значений M r богатые цистеином растительные белки, включая белки-переносчики липидов и пуроиндолины зерновых культур.Эти белки, таким образом, вместе определены как суперсемейство злаковых проламинов растительных белков (Kreis et al ., 1985).

В пшенице проламины образуют основные компоненты белковой фракции глютена, которая образует вязкоупругую сеть в тесте и в значительной степени отвечает за способность обрабатывать пшеницу для получения хлеба, макаронных изделий и многих других пищевых продуктов.

Рис.1.

Схематические структуры типичных HMW, S-богатых и S-бедных проламинов (на основе последовательностей в Anderson et al ., 1989; Bartels и др. , 1986; Ся и Андерсон, 2001). Повторяющиеся последовательности заштрихованы, а дисульфидные связи между консервативными остатками цистеина (1-8) в γ-глиадине показаны линиями. SH обозначает положения остатков цистеина в проламинах HMW.

Рис. 1.

Схематические структуры типичных HMW, S-богатых и S-бедных проламинов (на основе последовательностей в Anderson et al ., 1989; Bartels et al ., 1986; Hsia and Anderson, 2001 ). Повторяющиеся последовательности заштрихованы, а дисульфидные связи между консервативными остатками цистеина (1-8) в γ-глиадине показаны линиями.SH обозначает положения остатков цистеина в проламинах HMW.

Таблица 1.

Сводка типов и характеристик проламинов зерна пшеницы (белков глютена)

Компоненты
M r (% всего)
Полимеры или мономеры
Частичный аминокислотный состав (мол.%)
Компоненты
M r (% всего)
Состав полимеров или мономеров
молярных% аминокислот
Таблица 1.

Сводка типов и характеристик проламинов зерна пшеницы (белков глютена)

Компоненты
M r (% всего)
Полимеры или мономеры
Частичный аминокислотный состав (мол.%) )
Компоненты
M r (% всего)
Полимеры или мономеры
Частичный аминокислотный состав

Проламины кукурузы

Проламины кукурузы (называемые зеинами) и других злаков, вызывающих паникоид (например,грамм. сорго и многие просо) состоят из одной основной группы белков (α-зеины) и нескольких второстепенных групп (β, γ, δ-зеины) (Coleman and Larkins, 1999; Leite et al., ., 1999) (рис. 2). Сравнение аминокислотных последовательностей показывает, что все β, γ и δ-зеины являются членами суперсемейства проламинов, но только γ-зеины содержат повторяющиеся аминокислотные последовательности (два или восемь тандемных повторов Pro-Pro-Pro-Val-His -Лея). Как β-зеины, так и δ-зеины богаты метионином, причем эти остатки сгруппированы в области, близкой к концу C в первом.

Напротив, α-зеины, по-видимому, не связаны ни с какими другими проламинами, кроме проламинов α-типа других злаков, вызывающих паникоид. Они состоят из двух основных подклассов, называемых зеинами 19K и 22K, на основе их M r , определенного с помощью SDS-PAGE, хотя их истинные молекулярные массы составляют 23–24 000 и 26 500–27 000 соответственно. Оба подкласса содержат вырожденные повторы примерно из 20 аминокислотных остатков, девять таких блоков присутствуют в зеинах Z19 и десять — в зеинах Z22 (рис.2).

α-зеины содержат только один или два остатка цистеина на молекулу и присутствуют в зерне в виде мономеров или олигомеров, в то время как все β-, γ- и δ-зеины более богаты цистеином и образуют полимеры.

Рис. 2.

(a) Одномерный SDS-PAGE общих зеинов кукурузы. (b) Схематическая структура α-зеинов кукурузы M r 19 000 (Z19) и M r 22 000 (Z22). (Взято из Shewry and Tatham, 1990, с разрешения.)

Рис. 2.

(a) Одномерный SDS-PAGE общих зеинов кукурузы. (b) Схематическая структура α-зеинов кукурузы M r 19 000 (Z19) и M r 22 000 (Z22). (Взято из Shewry and Tatham, 1990, с разрешения.)

Синтез и депонирование запасных белков семян зерновых

Запасные белки семян злаков вырабатываются секреторным путем и откладываются в дискретных белковых телах. Однако происхождение белковых тел и механизмы, которые определяют путь транспортировки и отложения запасных белков, все еще не полностью изучены.Считается, что запасающие глобулины 7S и 11S, которые присутствуют в эмбрионе и слое алейронов и в крахмалистом эндосперме, соответственно, некоторых злаков, действуют по тому же пути, что и гомологичные белки в семенах двудольных. Таким образом, они синтезируются на мембранах грубого эндоплазматического ретикулума (ER), ко-трансляционно транспортируются в просвет и затем проходят через аппарат Гольджи в определенную популяцию вакуолей для хранения белка, которые отличаются от литических вакуолей, которые также присутствуют в развивающихся семенах. .Точные детали этого процесса были рассмотрены в другом месте (Kermode and Bewley, 1999). Точные механизмы сортировки не совсем понятны, но физическая агрегация внутри Гольджи, по-видимому, важна, приводя к образованию электронно-плотных агрегатов, которые образуют содержимое плотных везикул. Запасные белки глобулина не содержат расщепляемых про-доменов, которые обеспечивают нацеливание на вакуол, но нерасщепляемые сегменты в последовательности зрелого белка могут быть важны (Kermode and Bewley, 1999).

Механизмы транспорта и отложения проламина менее изучены, чем механизмы глобулинов, но могут иметь место два пути. В кукурузе, других злаках-паникоидах (сорго, просо) и рисе проламины, по-видимому, накапливаются непосредственно в просвете ER, что приводит к образованию дискретных белковых тел, окруженных мембраной происхождения ER (Coleman and Larkins, 1999; Muench ). et al ., 1999). У риса это приводит к наличию двух популяций белковых тел: PB-I, который имеет ER-происхождение и содержит проламины, и PB-II, который имеет вакуолярное происхождение и содержит глобулины / глютелины (рис.3а) (Ямагата и Танака, 1986; Кришнан и др. ., 1986). Окита и его сотрудники также представили доказательства того, что проламины и глобулины / глутелины синтезируются в отдельных субдоменах ER, причем мРНК проламинов нацелены на грубый ER, связанный с развитием проламинсодержащих белковых тел, и мРНК глобулина / глутелина в более типичные цистернальные мембраны ER (Li et al ., 1993 a ; Choi et al ., 2000). Более поздняя работа показывает, что локализация мРНК проламина является результатом связывания со специфическим сайтом на цитоскелете тубулина и актина (Muench et al ., 1998).

Овес напоминает рис тем, что в крахмалистых клетках эндосперма высока доля запасных белков глобулинового типа, но в этом случае глобулины и проламины расположены в одних и тех же белковых телах, а проламины представлены в виде более светлых включений (рис. 3b) (Lending et al ., 1989). Авторы предположили, что это является результатом слияния двух популяций белковых тел, происхождения ER (содержащих проламины) и вакуолярного происхождения (содержащих глобулины).

Принимая во внимание, что проламины кукурузы, риса и, вероятно, также овса, по-видимому, накапливаются непосредственно в ЭР без каких-либо доказательств транспорта в вакуоль, в настоящее время есть неопровержимые доказательства того, что оба пути транспорта белка и образования белковых тел действуют в пшенице. ячмень и, вероятно, также рожь. Доказательства этого были рассмотрены в другом месте (Galili, 1997), но включают в себя мечение проламинов в составе комплексов Гольджи иммунным золотом (см. Также Shewry, 1999), наблюдение небольших белковых тел внутри или связанных с ER, ассоциацию ферментов-маркеров ER с белком. тела, полученные субклеточным фракционированием и экспрессией белков дикого типа и мутантных белков в гетерологичных системах.Вывод состоит в том, что некоторые проламины, в основном глиадины, транспортируются через Гольджи в вакуоль хранения белка, тогда как другие, в основном глютенины, задерживаются в ER. Галили с соавторами также предположили, что белковые тела, полученные из ER, впоследствии абсорбируются вакуолями хранения белка в процессе, аналогичном аутофагии. Белковые тела в развивающихся зернах пшеницы также содержат темные включения запасного белка глобулина тритицина (рис. 3c) (Bechtel et al ., 1991), который предположительно транспортируется через Гольджи к вакуолярным белковым тельцам.

Точный механизм слияния белковых тел у пшеницы еще предстоит выяснить. Однако конечным результатом является присутствие в зрелых сухих клетках эндосперма непрерывной матрицы белков, которая окружает гранулы крахмала и поглощает остатки других клеточных структур. Эта матрица является основой для образования глютеновой сети при смешивании пшеничной муки с водой для образования теста.

Механизмы, которые определяют, удерживаются ли проламины внутри ER или транспортируются через Гольджи в вакуоль, неизвестны, и невозможно распознать ни классические сигналы удержания ER (т.е.е. C -концевые тетрапептиды (KDEL или HDEL) или вакуолярные нацеленные последовательности в этих белках. Экспрессия дикого типа и мутантных форм γ-зеина и γ-глиадина в гетерологичных системах продемонстрировала, что богатые пролином повторяющиеся последовательности необходимы для удержания ER (Torrent et al ., 1994; Geli et al ., 1994; Altschuler et al ., 1993; Altschuler and Galili, 1994), и возможно, что эти области образуют белок-белковые взаимодействия, приводящие к образованию нерастворимых отложений, которые накапливаются непосредственно в ER, а не переносятся в Golgi и вакуоль (Coleman, Larkins, 1999; Shewry, 1999).

Окита и его сотрудники предположили существование особого механизма, ведущего к удержанию проламинов в ЭП риса. Это включает взаимодействие с молекулярным шапероном BiP (связывающим белком), который может связывать возникающий полипептид и удерживать его в ER до сборки в белковое тело (Li et al ., 1993 b ; Muench et al . , 1999). Об этом механизме для других зерновых пока не сообщалось.

Рис.3.

Белковые тельца в развивающихся крахмалистых клетках эндосперма злаков. (а) Рис через 7 дней после цветения, демонстрирующий две популяции белковых телец. PB-I — это сферические везикулы, ограниченные единой мембраной, происходящей из ER, и содержат проламины. PB-II являются аморфными, образуются из вакуолярного отложения и содержат глобулины / глютелины. (Взято из Yamagata and Tanaka, 1986, с разрешения.) (B) Овес через 8 дней после цветения, демонстрирующий окрашенные светом отложения проламина (помеченного коллоидным золотом 10 нм) в виде включений в белковых телах, содержащих глобулины (коллоидное золото 5 нм) .(Взято из Lending et al. ., 1989, с разрешения.) (C) Пшеница через 11 дней после цветения показывает включения тритицина (темное окрашивание, обозначено I) в матрице проламина (M). (Взято из Bechtel et al ., 1991, с разрешения.) Полоски составляют 1,0 мкМ на (а) и 0,5 мкМ на (б) и (в).

Рис. 3.

Белковые тельца в развивающихся крахмалистых клетках эндосперма злаков. (а) Рис через 7 дней после цветения, демонстрирующий две популяции белковых телец. PB-I — это сферические везикулы, ограниченные единой мембраной, происходящей из ER, и содержат проламины.PB-II являются аморфными, образуются из вакуолярного отложения и содержат глобулины / глютелины. (Взято из Yamagata and Tanaka, 1986, с разрешения.) (B) Овес через 8 дней после цветения, демонстрирующий окрашенные светом отложения проламина (помеченного коллоидным золотом 10 нм) в виде включений в белковых телах, содержащих глобулины (коллоидное золото 5 нм) . (Взято из Lending et al. ., 1989, с разрешения.) (C) Пшеница через 11 дней после цветения показывает включения тритицина (темное окрашивание, обозначено I) в матрице проламина (M).(Взято из Bechtel et al ., 1991, с разрешения.) Полоски составляют 1,0 мкМ на (а) и 0,5 мкМ на (б) и (в).

Организация белков в белковых телах

Четкое разделение компонентов проламина и глобулина в двухфазных белковых телах овса (рис. 3b) и пшеницы (рис. 3c) может быть результатом начального отложения этих компонентов в отдельных популяциях белковых тел (как в рисе), которые впоследствии предохранитель. Однако это также может быть результатом фазового разделения белков проламина и глобулина из-за их различных структур и свойств.

Доказательства пространственного разделения разных типов проламинов внутри белковых тел менее очевидны, поскольку разные группы проламинов имеют тенденцию проявлять сходные свойства окрашивания при подготовке к электронной микроскопии. Однако Лендинг и Ларкинс представили элегантные исследования, показывающие различия в распределении зеинов в белковых телах, связанные с их положением в развивающемся эндосперме (Lending and Larkins, 1989). Таким образом, белковые тела самых молодых клеток в субалейроновой области содержат в основном β- и γ-зеины, которые распределены по всему белковому телу.Проходя в эндосперм, белковые тела увеличивались в размерах с появлением центрально расположенных «локул», содержащих α-зеины. Наконец, эти локулы сливаются, образуя непрерывную центральную область α-зеинов, причем β- и γ-зеины располагаются периферически в зрелых белковых телах центральных клеток эндосперма (Рис. 4).

Анализу развития белковых тел кукурузы способствовало наличие высокоспецифичных антител к α, β и γ-зеинам, и аналогичные исследования для других злаков пока не проводились.Однако недавние исследования, проведенные с различными фракциями глиадина, показывают, что может происходить разделение, приводящее к образованию микрофаз. Очищенные фракции α-глиадина и ω-глиадина растворяли в 70% (об. / Об.) Этаноле, смешивали в соотношениях 1: 3, 1: 1 и 3: 1, наносили на поверхность слюды и давали растворителю испариться. Анализ свойств поверхности высушенных пленок с помощью атомно-силовой микроскопии показал две фазы в пропорциях, приблизительно соответствующих соотношению компонентов (McMaster et al ., 1999) (рис.5). Это говорит о том, что глиадины и глютенины могут разделяться на отдельные микрофазы в белковых телах, что невозможно наблюдать с помощью обычной электронной микроскопии.

Экспрессия в гетерологичных системах также показала, что смесь классов зеина может потребоваться для образования нормальных белковых тел. Таким образом, коэкспрессия γ-зеина необходима для накопления α-зеина в трансгенном табаке (Coleman et al ., 1996), в то время как β- и δ-зеины образуют аномальные белковые тела, когда экспрессируются отдельно в табаке, но, по-видимому, нормальные белковые тела при совместной экспрессии (Bagga et al ., 1995, 1997). Из этих исследований ясно, что еще многое предстоит узнать о механизмах образования белковых тел в зерновых, а также о роли и организации различных белковых групп.

Рис. 4.

Паттерн развития образования белковых телец в эндосперме кукурузы. Наиболее незрелое белковое тело находится слева, а развитие идет слева направо. Обозначения греческими буквами на нижнем рисунке указывают расположение соответствующих классов зеина, определяемое иммунолокализацией.(Взято из Coleman et al., ., 1999, с разрешения.)

Рис. 4.

Модель развития белковых тел в эндосперме кукурузы. Наиболее незрелое белковое тело находится слева, а развитие идет слева направо. Обозначения греческими буквами на нижнем рисунке указывают расположение соответствующих классов зеина, определяемое иммунолокализацией. (Взято из Coleman et al ., 1999, с разрешения.)

Рис.5.

Топографическое изображение, полученное с помощью сканирующей зондовой микроскопии, смеси 1: 1 очищенных α- и ω-глиадинов, нанесенных из раствора на поверхность слюды. Обратите внимание на наличие двух четких фаз. (Взято из McMaster et al., ., 1999, с разрешения.)

Рис. 5.

Топографическое изображение, полученное с помощью сканирующей зондовой микроскопии смеси 1: 1 очищенных α- и ω-глиадинов, нанесенных из раствора на поверхность слюды. Обратите внимание на наличие двух четких фаз. (Взято из McMaster et al ., 1999, с разрешения.)

Пространственное распределение проламинов в крахмалистом эндосперме

Поскольку алейроновые клетки продолжают делиться периклинально в развивающемся эндосперме злаков, самые молодые клетки присутствуют в субалейроновом слое, а самые старые клетки — в центральной части эндосперма. Как у мелкозернистых злаков, так и у видов паникоидов субалейроновые клетки содержат мало гранул крахмала, которые, как правило, меньше, чем в центральных клетках эндосперма.Следовательно, эти клетки содержат большое количество белков, хотя общее содержание белка на клетку мало варьирует по всему эндосперму цельной пшеницы (Evers, 1970). У кукурузы белковые тела в субалейроне и внешних частях эндосперма обогащены γ- и β-зеинами и мало α-зеинов, причем последние более равномерно распределены по эндосперму (Geetha et al ., 1991). Такое распределение согласуется с онтогенезом белковых телец кукурузы, рассмотренным выше.

Различия в распределении белка по эндосперму также встречаются у ячменя (и, вероятно, также у пшеницы), хотя основа для этого неясна.Субалейроновые клетки обоих видов богаты белками, но иммуноцитохимические исследования и исследования ячменя показывают, что они содержат в основном S-богатые и бедные S-образные проламины (в основном гордеины B и C), с только проламином HMW (D гордеин). присутствуют в значительных количествах ниже уровня субалейрона (Shewry et al ., 1996; Tecsi et al ., 2000). Это может иметь значение для использования пшеницы и ячменя, поскольку D-гордеины являются основными компонентами фракции гелевого белка, которые могут ограничивать модификацию ячменя во время соложения (Smith and Lister, 1983), в то время как гомологичные HMW-субъединицы глютенина пшеницы являются основными. компоненты эластомерных полимеров, которые используются в хлебопечении и других продуктах питания (Shewry et al ., 1995).

Регуляция экспрессии гена проламина

Гены проламина подвергаются тканеспецифической регуляции и регуляции развития, экспрессируются исключительно в крахмалистом эндосперме в середине и конце развития, а также регуляции питания, чутко реагируя на доступность азота и серы в зерне (Duffus and Cochrane, 1992). ; Giese, Hopp, 1984). Этот контроль экспрессии генов осуществляется в первую очередь на уровне транскрипции (Bartels and Thompson, 1986; Sørensen et al ., 1989).

Мало что известно о механизмах, с помощью которых экспрессия генов проламина реагирует на серу. Однако был идентифицирован мотив, участвующий в реакции генов проламинов пшеницы, ячменя и ржи с низким содержанием S и богатым S на азот. Этот мотив (мотив N или азотный элемент) (Hammond-Kosack et al ., 1993; Muller and Knudsen, 1993) присутствует в высококонсервативной последовательности, называемой проламинным боксом. Блок проламина (иногда называемый элементом эндосперма) был первой регуляторной последовательностью гена проламина, о которой сообщалось, и был идентифицирован путем сравнения промоторов нескольких генов глиадина и гордеина (Forde et al ., 1985). Это выявило присутствие консервативной последовательности, которая имеет длину примерно 30 п.н., примерно на 300 п.н. выше сайта начала транскрипции (сначала она была названа элементом -300). Консенсусная последовательность для элемента: 5′-TGACATGTAA AGTGAATAAG ATGAGTCATG.

Мотив N находится на 3′-конце бокса и имеет консенсусную последовательность G (A / G) TGAGTCAT в S-богатых генах проламина. Он присутствует в обратной ориентации в проламинном боксе S-бедных генов проламина (Shewry et al ., 1999). Он имеет сходство с сайтом связывания фактора транскрипции GCN4, который является компонентом пути передачи сигналов азота у дрожжей и иногда называется GCN4-подобным мотивом (GLM). Коробка проламина содержит второй высококонсервативный мотив, последовательность TGTAAAGT, который был назван эндоспермом или мотивом E (Hammond-Kosack et al ., 1993).

Было показано, что промоторные области, содержащие проламиновый бокс, функционируют при введении конструкций репортерного гена промотор / хлорамфениколацетилтрансфераза (CAT) в трансгенный табак (Colot et al., 1987; Marris et al ., 1988). Регуляторная роль самого проламинового бокса была установлена ​​ранее (Müller and Knudsen, 1993; Hammond-Kosack et al ., 1993). Мюллер и Кнудсен использовали гомологичную временную систему экспрессии, включающую бомбардировку частицами культивируемых эндоспермов ячменя конструкциями промотор гордеина С / β-глюкуронидаза (GUS). Эти эксперименты подтвердили, что мотивы E и N являются отдельными элементами, и показали, что мотив N оказывает отрицательное влияние на экспрессию гена при низких уровнях азота и взаимодействует с мотивом E и другими вышестоящими элементами, давая высокую экспрессию, когда уровни азота являются адекватными.

Hammond ‐ Kosack и др. . использовали in vivo футпринтинг и анализы задержки геля, чтобы показать, что E-мотивы в проламиновом боксе и выше в промоторе гена низкомолекулярной (LMW) субъединицы пшеницы связывают предполагаемый фактор транскрипции, ESBF-1 (Hammond-Kosack ) et al ., 1993). Второй предполагаемый фактор транскрипции, ESBF-II, связывал мотив N до максимальной экспрессии гена. С тех пор было показано, что третий предполагаемый фактор транскрипции, SPA, распознает мотив N (Albani et al ., 1997).

Вместе результаты этих экспериментов подтверждают, что мотив N является важным компонентом механизма регуляции азота для S-богатых и S-бедных генов проламинов. Его функция требует взаимодействия с мотивом E, два мотива вместе составляют проламинный бокс. Однако проламин-бокс присутствует не во всех генах проламина. Промоторы гена зеина, например, содержат высококонсервативный элемент из 15 п.н., который, как предполагается, действует как тканеспецифический энхансер (Quayle and Feix, 1992).Он содержит последовательность TGTAAAG, которая напоминает мотив E, но мотив N отсутствует (Coleman, Larkins, 1999). Мотив N присутствует в промоторах γ-зеина, но он отделен от мотива E, и его функция, если таковая имеется, не исследована (Coleman and Larkins, 1999).

Бокс проламина в целом также не присутствует в промоторах гена проламина HMW (Shewry et al ., 1999). Вместо этого промоторы проламина HMW содержат главный регуляторный элемент (идентифицированный Thomas and Flavell, 1990), который расположен в последовательности из 38 п.н. с консенсусом: 5′-GTTTTGCAAA GCTCCAATTG CTCCTTGCTT ATCCAGCT.

Расположение этой последовательности высоко консервативно во всех промоторах проламина HMW, начиная с положения от -185 до -189 (Shewry et al ., 1999). Элемент содержит последовательность TGCAAAG, которая аналогична последовательности E-мотива TGTAAAG, которая также присутствует в генах зеина, но не содержит ничего похожего на N-мотив.

Последовательности, соответствующие частям мотивов N и E, присутствуют в промоторах проламина HMW выше основного энхансера (Lamacchia et al., ., 2001). Однако делеция этих последовательностей, по-видимому, не влияет на активность промотора, по крайней мере, при управлении экспрессией репортерного гена в трансгенном табаке (Halford et al. ., 1989; Thomas and Flavell, 1990).

Белки семян злаков и утилизация зерна

Общее содержание белка в семенах зерновых варьируется от 10 до 15% от сухого веса зерна, при этом около половины общего количества составляют запасные белки. Тем не менее, белки имеют большое влияние на конечные потребительские свойства зерна.Проламины, которые составляют основную фракцию запасного белка во всех основных зерновых культурах, за исключением овса и риса, имеют дефицит незаменимых аминокислот лизина, а также треонина и триптофана (особенно в кукурузе). Это приводит к дефициту этих аминокислот в питательных веществах, когда цельное зерно скармливается животным с однокамерным желудком, таким как свиньи и домашняя птица. Поэтому обычно комбинируют злаки с другими источниками этих аминокислот для корма для животных, например, с семенами бобовых (особенно сои), жмыхом из масличных семян, рыбной мукой или синтетическими аминокислотами.Комбинация семян зерновых и бобовых особенно предпочтительна, поскольку эти два типа семян по существу дополняют друг друга по своему составу незаменимых аминокислот: злаки, как правило, богаты серосодержащими аминокислотами и бедны лизином, а семена бобовых, наоборот.

Пищевая ценность злаков, как правило, не является важным фактором для рациона питания людей в развитых странах, хотя в некоторых развивающихся странах она все еще важна. Основное внимание уделяется влиянию белков зерна на функциональные свойства при переработке пищевых продуктов, поскольку большая часть всех злаков, за исключением риса, потребляется в обработанных пищевых продуктах.Качество обработки особенно важно для пшеницы, где белки глютена являются основным фактором, определяющим качество конечного использования.

Белки глютена и качество зерна пшеницы

Большая часть пшеницы, потребляемой людьми, перерабатывается из белой муки, которую получают путем измельчения для удаления зародыша (зародыша) и отрубей (околоплодник, семенник, нуцеллярный слой и алейроновый слой). Таким образом, он соответствует крахмалистым клеткам эндосперма и содержит большое количество крахмала и глютена.

Белки глютена образуют непрерывный матрикс в зрелых сухих клетках эндосперма, как обсуждалось выше. Когда мука смешивается с водой для образования теста, белковые матрицы в отдельных ячейках объединяются, образуя непрерывную сеть. Это придает вязкоупругие свойства, которые позволяют тесту расширяться путем ферментации и выпекать его в дрожжевой хлеб или перерабатывать в макароны, лапшу и ряд других продуктов.

Молекулярная основа вязкоупругих свойств пшеничного глютена в течение многих лет привлекала ученых-зерновиков как явление, представляющее фундаментальный интерес, а также в отношении улучшения свойств конечного использования пшеничной муки.Особое значение имеют полимеры глютенина, и хорошо известно, что крепкие (т.е. высоковязко-эластичные) тесто содержат высокие доли высокомолекулярных полимеров глютенина (Field et al. ., 1983 b ). Однако прорыв в понимании произошел около 20 лет назад, когда Пейн и его сотрудники продемонстрировали, что аллельные вариации в составе HMW-проламинов (HMW-субъединицы глютенина) сильно коррелировали с различиями в хлебопекарном качестве европейской пшеничной пшеницы (Payne , 1987).Эта ассоциация была подтверждена во многих лабораториях по всему миру и привела к детальным исследованиям структуры и свойств субъединиц HMW.

Сорта гексаплоидной мягкой пшеницы имеют шесть генов субъединиц HMW, по два в локусах Glu-1 на длинных плечах хромосом группы 1 (1A, 1B, 1D). Каждый из этих локусов кодирует одну субъединицу x-типа и одну субъединицу y-типа. Однако различия в экспрессии генов приводят к присутствию только трех, четырех или пяти белков субъединиц HMW, причем субъединицы 1Dx, 1Dy и 1Bx присутствуют во всех сортах, а субъединицы 1Ax и / или 1By — только в некоторых сортах.Хорошее качество хлебопечения особенно связано с присутствием субъединицы 1Ax (по сравнению с молчащим или нулевым аллелем) и пары субъединиц 1D, кодируемой хромосомой 1Dx5 + 1Dy10 (по сравнению с парами аллельных субъединиц 1Dx2 + 1Dy12, 1Dx3 + 1Dy12 и 1Dx4 +. 1Ды12).

Результаты ряда исследований согласуются с гипотезой о том, что субъединицы HMW образуют эластомерную полимерную сеть, которая обеспечивает «основу» для взаимодействий с другими субъединицами глютенина и с глиадинами. Нет сомнений в том, что эта сеть стабилизируется межцепочечными дисульфидными связями (Shewry and Tatham, 1997), но Белтон предположил, что межцепочечные водородные связи, образующиеся, в частности, между остатками глутамина, присутствующими в повторяющихся доменах (рис.1), также важны для придания эластичности (Belton, 1999).

Биологическое значение биофизических свойств глютена неизвестно, поскольку белки функционируют в основном как запасные белки зерна и не имеют известной биологической потребности в проявлении вязкоупругости. Однако вполне вероятно, что молекулярные взаимодействия, которые определяют эти свойства, изначально устанавливаются в развивающемся зерне, потому что белковые тела, выделенные на средней стадии развития, содержат полимеры глютенина с дисульфидной связью (Field et al ., 1983 a ), которая может демонстрировать вязкоупругость (неопубликованные наблюдения авторов). Точные роли фермента, протеиндисульфидизомеразы, в катализе образования дисульфидных связей между белками глютена в ER и BiP в установлении других белковых взаимодействий остаются неопределенными (Grimwade et al ., 1996; DuPont et al . , 1998; Галили, 1997; Shewry, 1999).

Управление составом субъединиц ВМ и качеством зерна пшеницы

Ряд факторов повлиял на выбор субъединиц HMW в качестве ранней мишени для генной инженерии с целью улучшения качества зерна.Они демонстрируют четкую связь с качеством зерна, как с количественными эффектами, связанными с экспрессией гена (например, субъединицы 1Ax) (Halford et al. , 1992), так и с качественными эффектами, связанными с аллельными различиями в структуре и свойствах субъединиц (например, субъединицы 1Dx5 + 1Dy10). . Кроме того, доступен ряд генов, кодирующих субъединицы, связанные с хорошим и плохим качеством выпечки хлеба, а трансгенные продукты легко идентифицируются с помощью простого SDS-PAGE общего белка семян.

На данный момент четыре лаборатории сообщили об экспрессии трансгенов субъединицы HMW в мягкой пшенице, в каждом случае с использованием либо собственного промотора гена, либо промотора другого гена субъединицы HMW (Blechl and Anderson, 1996; Altpeter et al ., 1996; Barro и др. , 1997; Альварес и др. , 2000). Все сообщили об экспрессии трансгенов на уровнях, равных или превышающих уровни эндогенных генов субъединиц HMW. Экспрессия трансгена также оказалась ограничена крахмалистыми клетками эндосперма, и это было подтверждено анализом линий трансгенной пшеницы, в которых промотор гена субъединицы HMW 1Dx5 использовался для управления репортерным геном Uid A, кодирующим β-глюкуронидазу (Gus) ( Lamacchia et al ., 2001).

Влияние трансгенов субъединиц HMW на прочность теста было определено на выбранных линиях, выращиваемых в теплице (Barro et al ., 1997; Rooke et al ., 1999) и полевых участках (Popineau et al ). ., 2001) с помощью миксографа, который измеряет энергозатраты при замесе теста. Это показало, что экспрессия трансгена субъединицы HMW 1Ax1 на фоне низкого качества действительно приводила к ожидаемому повышению прочности теста. Однако, когда ген 1Dx5 субъединицы HMW был высоко экспрессирован либо на том же фоне, либо на фоне хорошего качества хлебопечения, это приводило к неожиданным эффектам.Мука, ​​размолотая на этих линиях, не смогла образовать нормальное тесто при гидратации и перемешивании, что привело к снижению параметров миксографа, которые обычно связаны с прочностью теста. Реологический анализ глютена, выделенного из этих линий, показал, что связность глютеновой сети значительно увеличилась, примерно в 100 раз и в 10 раз на фоне плохого и хорошего качества, соответственно (Popineau et al ., 2001), что привело к свойства, аналогичные свойствам глютена, модифицированного трансглютаминазой (Larre et al ., 2000).

Увеличение степени перекрестного сшивания между белками глютена в трансгенных линиях могло быть результатом присутствия остатка цистеина по направлению к N -концевому концу повторяющегося домена субъединицы 1Dx5 (рис. 1), поскольку цистеин остатки не присутствуют в эквивалентных положениях в других субъединицах 1Dx. Однако есть также свидетельства того, что аллельные пары субъединиц HMW, такие как 1Dx5 + 1Dy10, существуют в виде димеров в полимерах глютенина (Shewry and Tatham, 1997).Экспрессия высоких уровней субъединицы 1Dx5 в отсутствие эквивалентных количеств субъединицы 1Dy10 может, следовательно, привести к радикальной реструктуризации полимеров глютенина.

Из предварительных результатов, обсужденных выше, ясно, что можно манипулировать структурой и свойствами пшеничного глютена с помощью генной инженерии, хотя текущие знания о структуре и функциональности глютена все еще недостаточны для надежного прогнозирования результатов. Хлебная пшеница в настоящее время трансформируется рядом генов дикого типа и мутантных генов, кодирующих субъединицы HMW и другие белки глютена.Это должно позволить определить точную роль конкретных белков и структурных особенностей, а также создать линии с улучшенными свойствами, подходящие для включения в программы селекции растений.

Выводы

Запасные белки зерновых имеют огромное значение для определения качества и свойств конечного использования зерна. Понимание структуры этих белков, их биофизических и функциональных свойств, а также биологических механизмов, определяющих их синтез, транспортировку и отложение в зерне, важно для подкрепления будущих попыток улучшить качество конечного использования зерна с помощью генной инженерии.

IACR получает грантовую поддержку от Совета по исследованиям в области биотехнологии и биологических наук Соединенного Королевства.

Список литературы

Албани Д., Хаммонд-Косак MCU, Смит С., Конлан С., Колот В., Холдсворт М., Беван М. В..

1997

. Активатор транскрипции пшеницы SPA: специфичный для семян белок bZIP, который распознает GCN4-подобный мотив в бифакториальном эндоспермальном боксе генов проламина.

Заводская ячейка

9

,

171

–184.

Altpeter E, Vasil V, Srivastava V, Vasil IK.

1996

. Интеграция и экспрессия гена высокомолекулярной субъединицы глютенина 1Ax1 в пшенице.

Nature Biotechnology

14

,

1151

–1159.

Альтшулер Ю., Галили Г.

1994

. Роль консервативных цистеинов глиадина пшеницы в его транспорте и сборке в белковые тела в ооцитах Xenopus .

Журнал биологической химии

269

,

6677

–6682.

Альтшулер Ю., Харел Р., Галили Г.

1993

. Роль N — и C -концевых областей γ-глиадина пшеницы в его транспорте через эндоплазматический ретикулум ооцитов Xenopus .

Заводская ячейка

5

,

443

–450.

Альварес М.Л., Гельман С., Халфорд Н.Г., Лустиг С., Реджиардо М.И., Рябушкина Н., Шури П., Стейн Дж., Валлехос Р.Х.

2000

. Подавление HMW-глютенинов в трансгенной пшенице, экспрессирующей дополнительные HMW-субъединицы.

Теоретическая и прикладная генетика

100

,

319

–327.

Андерсон О.Д., Грин ФК, Йип Р.Э., Халфорд Н.Г., Шури П.Р., Мальпика ‐ Ромеро Дж ‐ М.

1989

. Нуклеотидные последовательности двух генов высокомолекулярного глютенина из D-генома гексаплоидной мягкой пшеницы Triticum aestivum L.резюме. Шайенн.

Исследования нуклеиновых кислот

17

,

461

–462.

Bagga S, Adams H, Kemp JD, Sengupta ‐ Gopalan C.

1995

. Накопление зеина 15 килодальтон в новых белковых телах трансгенного табака.

Физиология растений

107

,

13

–23.

Bagga S, Adams H, Rodriquez FD, Kemp JD, Sengupta ‐ Gopalan C.

1997

.Совместная экспрессия генов δ- и β-зеина кукурузы приводит к стабильному накоплению δ-зеина в белковых телах, полученных из ER, образованных β-зеином.

Заводская ячейка

9

,

1683

–1696.

Barro F, Rooke L, Békés F, Gras P, Tatham AS, Fido R, Lazzeri PA, Shewry PR, Barceó P.

1997

. Трансформация пшеницы генами высокомолекулярных субъединиц приводит к улучшенным функциональным свойствам.

Nature Biotechnology

15

,

1295

–1299.

Bartels D, Thompson RD.

1986

. Синтез информационных РНК, кодирующих обильные белки эндосперма во время развития зерна пшеницы.

Plant Science

46

,

117

–125.

Bartels D, Altosaar I, Harberd NP, Barker RF, Thompson RD.

1986

. Молекулярный анализ семейств генов γ-глиадина в сложном локусе Gli-1 мягкой пшеницы ( T.aestivum L.).

Теоретическая и прикладная генетика

72

,

845

–853.

Беккари.

1745

.

Де Фрументо

. De Bononiensi Scientiarum et Artium Instituto atque Academia Commentarii, II. Часть I.,

122

–127.

Bechtel DB, Wilson JD, Shewry PR.

1991

. Иммуноцитохимическая локализация запасного белка тритицина пшеницы в развивающейся ткани эндосперма.

Зерновая химия

68

,

573

–577.

Белтон ПС.

1999

. Об эластичности пшеничной клейковины.

Journal of Cereal Science

29

,

103

–107.

Blechl AE, Андерсон OD.

1996

. Экспрессия нового гена высокомолекулярной субъединицы глютенина в трансгенной пшенице.

Nature Biotechnology

14

,

875

–879.

Burgess SR, Shewry PR.

1986

. Идентификация гомологичных глобулинов из зародышей пшеницы, ячменя, ржи и овса.

Журнал экспериментальной ботаники

37

,

1863

–1871.

Кейси Р.

1999

. Распространение и некоторые свойства глобулинов семян. В: Shewry PR, Casey R, eds.

Белки семян

. Дордрехт: Kluwer Academic Publishers,

159

–169.

Choi S ‐ B, Wang C, Muench DG, Ozawa K, Franceschi VR, Wu Y, Okita TW.

2000

. Мессенджер РНК, нацеленная на запасные белки семян риса в специфические субдомены ER

Природа

407

,

765

–767.

Коулман CE, Ларкинс BA.

1999

. Проламины кукурузы. В: Shewry PR, Casey R, eds.

Белки семян

. Дордрехт: Kluwer Academic Publishers,

109

–139.

Коулман CE, Герман Э.М., Такасаки К., Ларкинс Б.А.

1996

. Γ-зеин кукурузы секвестрирует α-зеин и стабилизирует его накопление в белковых телах эндосперма трансгенного табака.

Заводская ячейка

8

,

2335

–2345.

Колот V, Роберт Л.С., Кавана Т.А., Беван М.В., Томпсон Р.Д.

1987

. Локализация последовательностей в генах белков эндосперма пшеницы, которые обеспечивают тканеспецифическую экспрессию в табаке.

Журнал EMBO

6

,

3559

–3564.

Каддефорд Д.

1995

. Овес на корм животным. В: Welch RW, ed.

Овес: производство и использование

. Лондон: Chapman & Hall,

321

–368.

Даффус С.М., Кокрановский член парламента.

1992

. Структура и состав зерна. В Шури PR, изд.

Ячмень: генетика, биохимия, молекулярная биология и биотехнология

.Уоллингфорд: CAB International,

291

–317.

DuPont FM, Hurkman WJ, Tanaka CK, Chan R.

1998

. BiP, HSP70, NDK и PDI в эндосперме пшеницы. I. Накопление МРНК и белка в процессе развития зерна.

Physiologia Plantarum

103

,

70

–79.

Эверс нашей эры.

1970

. Развитие эндосперма пшеницы.

Анналы ботаники

34

,

547

–555.

FAO.

1999

.

Выпуск Ежегодника ФАО

53

.

Field JM, Shewry PR, Burgess SR, Forde J, Parmar S, Miflin BJ.

1983

а . Наличие высокомолекулярных агрегатов в белковых телах развивающихся эндоспермов пшеницы и других злаков.

Journal of Cereal Science

1

,

33

–41.

Поле JM, Шури ПР, Мифлин Б.Дж.

1983

б . Солюбилизация и характеристика белков глютена пшеницы; корреляция между количеством агрегированных белков и качеством выпечки.

Журнал продовольственной науки и сельского хозяйства

34

,

370

–377.

Forde BG, Heyworth A, Pywell J, Kreis M.

1985

.Нуклеотидная последовательность гена гордеина B1 и идентификация возможных вышестоящих регуляторных элементов в генах запасных белков эндосперма ячменя, пшеницы и кукурузы.

Исследования нуклеиновых кислот

13

,

7327

–7339.

Галили Г.

1997

. Запасные белки проламина пшеницы и ее родственников. В: Ларкинс Б.А., Василь И.К., ред.

Клеточная и молекулярная биология развития семян растений

.Нидерланды: Kluwer Academic Publishers,

221

–256.

Geetha KB, Lending CR, Lopes MA, Wallace JC, Larkins BA.

1991

. Модификаторы Opaque-2 увеличивают синтез γ-зеина и изменяют его пространственное распределение в эндосперме кукурузы.

Заводская ячейка

3

,

1207

–1219.

Гели М.И., Торрент М, Людевид Д.

1994

. Два структурных домена опосредуют два последовательных события в нацеливании γ-зеина: удержание белков в эндоплазматическом ретикулуме и образование белковых телец.

Заводская ячейка

6

,

1911

–1922.

Гизе Х, Хопп Э.

1984

. Влияние азотного питания на количество гордеина, белка Z и матричной РНК β-амилазы в развивающихся эндоспермах ячменя.

Carlsberg Research Communications

49

,

365

–383.

Grimwade B, Tatham AS, Freedman RB, Shewry PR, Napier JA.

1996

.Сравнение паттернов экспрессии белков глютена пшеницы и белков, участвующих в секреторном пути развития зерновок пшеницы.

Молекулярная биология растений

30

,

1067

–1073.

Halford NG, Forde J, Shewry PR, Kreis M.

1989

. Функциональный анализ вышележащих участков молчащего и экспрессированного члена семейства генов белков семян пшеницы в трансгенном табаке.

Plant Science

62

,

207

–216.

Halford NG, Field JM, Blair H, Urwin P, Moore K, Robert L, Thompson R, Flavell RB, Tatham AS, Shewry PR.

1992

. Анализ субъединиц HMW глютенина, кодируемых хромосомой 1A мягкой пшеницы Triticum aestivum L., указывает на количественное влияние на качество зерна.

Теоретическая и прикладная генетика

83

,

373

–378.

Хаммонд-Косак MCU, Холдсворт М.Дж., Беван М.В.

1993

. In vivo отпечаток гена низкомолекулярного глютенина (LMWG-1D1) в эндосперме пшеницы.

The EMBO Journal

12

,

545

–554.

Хек Г.Р., Чемберлен А.К., Хо DT ‐ H.

1993

. Ген глобулина 1 эмбриона ячменя, Beg1 : характеристика картирования хромосомы кДНК и регуляция экспрессии.

Молекулярная и общая генетика

239

,

209

–218.

Хорикоши М., Морита Ю.

1975

. Локализация γ-глобулина в семенах риса и изменения содержания γ-глобулина во время развития и прорастания семян.

Сельскохозяйственная и биологическая химия

39

,

2309

–2314.

Hsia CC, Андерсон OD.

2001

. Выделение и характеристика генов ω-глиадина пшеницы.

Теоретическая и прикладная генетика

103

,

37

–44.

Kermode AR, Бьюли JD.

1999

. Синтез, обработка и отложение белков семян: путь синтеза и отложения белка в клетке. В: Shewry PR, Casey R, eds.

Белки семян

. Дордрехт: Kluwer Academic Publishers,

807

–841.

Крайс М, Форд Б.Г., Рахман С., Мифлин Б.Дж., Шури ПР.

1985

. Молекулярная эволюция запасных белков семян ячменя, ржи и пшеницы.

Журнал молекулярной биологии

183

,

499

–502.

Кришнан HB, Franceschi VR, Okita TW.

1986

. Иммунохимические исследования роли комплекса Гольджи в формировании белковых телец в семенах риса

Planta

169

,

471

–480.

Kriz AL.

1989

. Характеристика глобулинов эмбрионов, кодируемых генами Glb кукурузы.

Биохимическая генетика

27

,

239

–251.

Kriz AL.

1999

. 7S глобулины злаков. В: Shewry PR, Casey R, eds.

Белки семян

. Дордрехт: Kluwer Academic Publishers,

477

–498.

Криз А.Л., Шварц Д.

1986

. Синтез глобулинов в зародышах кукурузы.

Физиология растений

82

,

1069

–1075.

Криз А.Л., Уоллес, Нью-Хэмпшир.

1991

. Характеристика гена кукурузы Globulin ‐ 2 и анализ двух нулевых аллелей.

Биохимическая генетика

29

,

241

–254.

Lamacchia C, Shewry PR, Di Fonzo N, Forsyth JL, Harris N, Lazzeri PA, Napier JA, Halford NG, Barcelo P.

2001

. Эндосперм-специфическая активность промотора гена запасного белка в семенах трансгенной пшеницы.

Журнал экспериментальной ботаники

52

,

243

–250.

Ларре С., Денери-Папини С., Попино Ю., Дешайес Дж., Лефевр Дж.

2000

. Биохимический анализ и реологические свойства глютена, модифицированного трансглютаминазой.

Зерновая химия

77

,

121

–127.

Leite A, Neto GC, Vettore AL, Yunes JA, Arruda P.

1999

.Проламины сорго, коикс , и просо. В: Shewry PR, Casey R, eds.

Белки семян

. Дордрехт: Kluwer Academic Publishers,

141

–157.

Кредитование CR, Ларкинс Б.А.

1989

. Изменение зеинового состава белковых тел в процессе развития эндосперма кукурузы.

Заводская ячейка

1

,

1011

–1023.

Lending CR, Chesnut RS, Shaw KL, Larkins BA.

1989

. Иммунолокализация запасных белков авенина и глобулина в развивающемся эндосперме Avena sativa L.

Planta

178

,

315

–324.

Li X, Franceschi V, Okita TW.

1993

а . Сегрегация мРНК запасных белков на мембранах грубого эндоплазматического ретикулума мембраны эндосперма риса.

Ячейка

72

,

869

–879.

Li X, Wu Y, Zhang D ‐ Z, Gillikin JW, Boston RS, Franceschi VR, Okita TW.

1993

б . Биогенез тела белка проламина риса: процесс, опосредованный BiP.

Наука

262

,

1054

–1056.

Локхарт HB, Hurt HD.

1986

. Питание овсом. В: Webster FH, ed.

Овес: химия и технология

.Сент-Пол, Миннесота, США: Американская ассоциация химиков злаков, Inc.,

297

–308.

Маррис К., Галлуа П., Копли Дж., Крайс М.

1988

. 5′-фланкирующая область гена гордеина В ячменя контролирует тканевую и онтогенетическую экспрессию CAT в растениях табака.

Молекулярная биология растений

10

,

359

–366.

Макмастер Т.Дж., Майлз М.Дж., Ваннербергер Л., Элиассон А.С., Шури П.Р., Татхэм А.С.

1999

. Идентификация микрофаз в пленках смешанных белков α- и γ-глиадина исследована с помощью атомно-силовой микроскопии.

Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии

47

,

5093

–5099.

Muench DG, Wu Y, Coughlan SJ, Okita TW.

1998

. Доказательства связанного с цитоскелетом сайта связывания, участвующего в локализации мРНК проламина в белковых телах в ткани эндосперма риса.

Физиология растений

116

,

559

–569.

Muench DG, Ogawa M, Okita TW.

1999

. Проламины риса. В: Shewry PR, Casey R, eds.

Белки семян

. Дордрехт: Kluwer Academic Publishers,

93

–108.

Мюллер М., Кнудсен С.

1993

. Азотный ответ промотора С-гордеина ячменя контролируется положительной и отрицательной регуляцией GCN4 и бокса эндосперма.

Заводской журнал

4

,

343

–355.

Payne PI.

1987

. Генетика запасных белков пшеницы и влияние аллельной изменчивости на качество хлеба.

Ежегодный обзор физиологии растений

38

,

141

–153.

Popineau Y, Deshayes G, Lefebvre J, Fido RJ, Tatham AS, Shewry PR.

2001

.Агрегация проламинов, вязкоупругость глютена и свойства смешивания трансгенных линий пшеницы, экспрессирующих трансгены 1Ax и 1Dx HMW субъединицы глютенина.

Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии

49

,

395

–401.

Quayle T, Feix G.

1992

. Функциональный анализ области -300 генов зеина кукурузы.

Молекулярная и общая генетика

231

,

369

–374.

Рук Л, Бекеш Ф, Фидо Р, Барро Ф, Гра П, Татам А.С., Барсело П, Лазцери П, Шури ПР.

1999

. Избыточная экспрессия белка глютена в трансгенной пшенице приводит к получению высокоэластичного теста.

Journal of Cereal Science

30

,

115

–120.

Shewry PR.

1999

. Синтез, переработка и отложение белков глютена в развивающемся зерне пшеницы.

Cereal Foods World

44

,

587

–589.

Shewry PR, Tatham AS.

1990

. Запасные белки проламина семян зерновых: структура и эволюция.

Биохимический журнал

267

,

1

–12.

Shewry PR, Tatham AS.

1997

. Дисульфидные связи в белках глютена пшеницы.

Journal of Cereal Science

25

,

207

–227.

Shewry PR, Tatham AS, Barro F, Barcelo P, Lazzeri P.

1995

. Биотехнология выпечки хлеба: раскрытие и управление мультибелковым глютеновым комплексом.

Био / технологии

13

,

1185

–1190.

Shewry PR, Brennan C, Tatham AS, Warburton T, Fido R, Smith D, Griggs D, Cantrell I, Harris N.

1996

. Развитие, структура и состав зерна ячменя в зависимости от его свойств конечного использования.В:

Зерновые 96

. Материалы 46-й Австралийской конференции по химии злаков, Сидней, сентябрь 1996 г.,

158

–162.

Shewry PR, Tatham AS, Halford NG.

1999

. Проламины Triticeae. В: Shewry PR, Casey R, eds.

Белки семян

. Дордрехт: Kluwer Academic Publishers,

35

–78.

Шотвелл М.А.

1999

. Глобулины овса.В: Shewry PR, Casey R, eds.

Белки семян

. Дордрехт: Kluwer Academic Publishers,

389

–400.

Сингх Н.К., пастырь К.В.

1985

. Структура и генетический контроль нового класса связанных с дисульфидом белков в эндосперме пшеницы.

Теоретическая и прикладная генетика

71

,

79

–92.

Сингх Н.К., Шеперд К.В., Лэнгридж П., Груэн Л.К., Скерритт Дж. Х., Ригли К. В..

1988

. Идентификация бобовых белков пшеницы.

Молекулярная биология растений

11

,

633

–639.

Сингх Н.К., Донован Г.Р., Карпентер Х.С., Скерритт Дж. Х., Лэнгридж П.

1993

. Выделение и характеристика кДНК тритицина пшеницы, позволяющая выявить уникальный повторяющийся домен, богатый лизингом.

Молекулярная биология растений

22

,

227

–237.

Smith DB, Lister PR.

1983

. Гелеобразующие белки в зерне ячменя и их связь с качеством соложения.

Journal of Cereal Science

1

,

229

–239.

Соренсен М.Б., Кэмерон-Миллс В., Брандт А.

1989

. Транскрипционная и посттранскрипционная регуляция экспрессии генов в развивающемся эндосперме ячменя.

Молекулярная и общая генетика

217

,

195

–201.

Takaiwa F, Ogawa M, Okita TW.

1999

. Богатые глютелины. В: Shewry PR, Casey R, eds.

Белки семян

. Дордрехт: Kluwer Academic Publishers,

401

–425.

Tecsi L, Darlington HF, Harris N, Shewry PR.

2000

. Закономерности отложения и распределения белка в развивающемся и зрелом зерне ячменя. В:

Генетика ячменя

, VIII. Материалы 8-го Международного симпозиума по генетике ячменя, Аделаида, Австралия, Vol.2,

266

–268.

Томас М.С., Флавелл РБ.

1990

. Идентификация энхансерного элемента для специфической для эндосперма экспрессии высокомолекулярного глютенина.

Заводская ячейка

2

,

1171

–1180.

Torrent M, Geli MI, Ruiz ‐ Avila L, Canals J, Puigdomènech P, Ludevid MD.

1994

. Роль структурных доменов для удержания γ-зеина кукурузы в ооцитах Xenopus .

Планта

192

,

512

–518.

Уоллес NH, Kriz AL.

1991

. Нуклеотидная последовательность клона кДНК, соответствующая гену кукурузы Globulin-2 .

Физиология растений

95

,

973

–975.

Ямагата Х, Танака К.

1986

. Место синтеза и накопления запасных белков риса.

Физиология растений и клетки

27

,

135

–145.

Yupsanis T, Burgess SR, Jackson PJ, Shewry PR.

1990

. Характеристика основного белкового компонента алейроновых клеток ячменя Hordeum vulgare L.

Journal of Experimental Botany

41

,

385

–392.

© Общество экспериментальной биологии

Запасные белки проламина семян зерновых: структура и эволюция.

Biochem J. 1990 Apr 1; 267 (1): 1–12.

Департамент сельскохозяйственных наук, Бристольский университет, Институт исследований сельскохозяйственных культур AFRC, Великобритания

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Полный текст

Полный текст доступен в виде отсканированной копии оригинальной печатной версии. Получите копию для печати (файл PDF) полной статьи (3,0M) или щелкните изображение страницы ниже, чтобы просмотреть страницу за страницей. Ссылки на PubMed также доступны для Избранные ссылки .

Изображения в этой статье

Щелкните изображение, чтобы увидеть его в увеличенном виде.

Избранные ссылки

Эти ссылки находятся в PubMed. Это может быть не полный список ссылок из этой статьи.

  • Аргос П., Педерсен К., Маркс М.Д., Ларкинс Б.А. Структурная модель белков зеина кукурузы. J Biol Chem. 1982, 10 сентября; 257 (17): 9984–9990. [PubMed] [Google Scholar]
  • Chou PY, Fasman GD. Эмпирические предсказания конформации белков.Анну Рев Биохим. 1978; 47: 251–276. [PubMed] [Google Scholar]
  • Педерсен К., Аргос П., Наравана С.В., Ларкинс Б.А. Анализ последовательности и характеристика гена кукурузы, кодирующего белок зеина с высоким содержанием серы Mr 15000. J Biol Chem. 1986, 15 мая; 261 (14): 6279–6284. [PubMed] [Google Scholar]
  • Marks MD, Lindell JS, Larkins BA. Анализ нуклеотидной последовательности мРНК зеина из эндосперма кукурузы. J Biol Chem. 1985, 25 декабря; 260 (30): 16451–16459. [PubMed] [Google Scholar]
  • Prat S, Cortadas J, Puigdomènech P, Palau J.Нуклеиновая кислота (кДНК) и аминокислотные последовательности белка эндосперма кукурузы глютелин-2. Nucleic Acids Res. 11 марта 1985 г .; 13 (5): 1493–1504. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Ван С.З., Эсен А. Первичная структура богатого пролином зеина и его кДНК. Plant Physiol. 1986 Май; 81 (1): 70–74. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Прат С., Перес-Грау Л., Пучдоменек П. Множественная изменчивость в последовательности белков эндосперма кукурузы в семействе. Ген. 1987. 52 (1): 41–49.[PubMed] [Google Scholar]
  • Кирихара Дж. А., Петри Дж. Б., Мессинг Дж. Выделение и последовательность гена, кодирующего богатый метионином 10-кДа зеиновый белок кукурузы. Ген. 30 ноября 1988 г.; 71 (2): 359–370. [PubMed] [Google Scholar]
  • Крейс М., Форд Б.Г., Рахман С., Мифлин Б.Дж., Шури П.Р. Молекулярная эволюция запасных белков семян ячменя, ржи и пшеницы. J Mol Biol. 5 июня 1985 г .; 183 (3): 499–502. [PubMed] [Google Scholar]
  • Rahman S, Kreis M, Forde BG, Shewry PR, Miflin BJ. Экспрессия гена ордеина в процессе развития эндосперма ячменя (Hordeum vulgare).Biochem J., 15 октября 1984 г., 223 (2): 315–322. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Форд Дж., Мальпика Дж. М., Хэлфорд Н. Г., Шури П. Р., Андерсон О. Д., Грин Ф. К., Мифлин Б. Дж.. Нуклеотидная последовательность гена субъединицы HMW глютенина, расположенного на хромосоме 1А пшеницы (Triticum aestivum L.). Nucleic Acids Res. 11 октября 1985 г .; 13 (19): 6817–6832. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Андерсон О.Д., Грин ФК, Йип Р.Э., Халфорд Н.Г., Шури П.Р., Мальпика-Ромеро Дж. М.. Нуклеотидные последовательности двух генов высокомолекулярного глютенина из D-генома гексаплоидной мягкой пшеницы Triticum aestivum L.cv Cheyenne. Nucleic Acids Res. 1989, 11 января; 17 (1): 461–462. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Thompson RD, Bartels D, Harberd NP. Нуклеотидная последовательность гена из хромосомы 1D пшеницы, кодирующего субъединицу HMW-глютенина. Nucleic Acids Res. 11 октября 1985 г .; 13 (19): 6833–6846. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Sugiyama T., Rafalski A, Peterson D, Söll D. Ген HMW субъединицы глютенина пшеницы имеет сильно повторяющуюся структуру. Nucleic Acids Res. 1985, 20 декабря; 13 (24): 8729–8737.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Field JM, Tatham AS, Shewry PR. Структура субъединицы с высоким содержанием Mr глютена твердых сортов пшеницы (Triticum durum). Biochem J. 1 октября 1987 г .; 247 (1): 215–221. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Kreis M, Shewry PR, Forde BG, Rahman S, Bahramian MB, Miflin BJ. Молекулярный анализ влияния гена lys 3a на экспрессию локусов Hor в развивающихся эндоспермах ячменя (Hordeum vulgare L.). Biochem Genet. 1984 Апрель; 22 (3-4): 231–255.[PubMed] [Google Scholar]
  • Shewry PR, Bunce NA, Kreis M, Forde BG. Полиморфизм в локусе Hor 1 ячменя (Hordeum vulgare L.). Biochem Genet. 1985 июн; 23 (5-6): 391-404. [PubMed] [Google Scholar]
  • Татам А.С., Дрейк А.Ф., Шури PR. Конформационное исследование белка семян злаков, богатого глутамином и пролином, C гордеина. Biochem J. 1 марта 1985 г., 226 (2): 557–562. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Forde BG, Kreis M, Williamson MS, Fry RP, Pywell J, Shewry PR, Bunce N, Miflin BJ.Короткие тандемные повторы, общие для кДНК В- и С-гордеина, предполагают общее эволюционное происхождение двух групп генов запасных белков злаков. EMBO J. 1985, январь; 4 (1): 9–15. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Татам А.С., Шури П.Р., Белтон П.С. 13C-n.m.r. изучение C. hordein. Biochem J. 1 декабря 1985 г .; 232 (2): 617–620. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Татхам А.С., Дрейк А.Ф., Шури П.Р. Конформационные исследования синтетического пептида, соответствующего повторяющемуся мотиву С гордеина.Biochem J. 1989, 15 апреля; 259 (2): 471–476. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Бернардин Дж. Э., Касарда Д. Д., Мехам Д. К.. Приготовление и характеристика альфа-глиадина. J Biol Chem. 1967, 10 февраля; 242 (3): 445–450. [PubMed] [Google Scholar]
  • Касарда Д.Д., Бернардин Дж. Э., Томас Р.С. Обратимая агрегация альфа-глиадина в фибриллы. Наука. 13 января 1967 г .; 155 (3759): 203–205. [PubMed] [Google Scholar]
  • Касарда Д.Д., Бернардин Дж. Э., Гаффилд В. Круговой дихроизм и оптическая вращательная дисперсия альфа-глиадина.Биохимия. 1968 ноябрь; 7 (11): 3950–3957. [PubMed] [Google Scholar]
  • Окита Т.В., Чизбро В., Ривз CD. Эволюция и гетерогенность последовательностей ДНК глиадина альфа / бета-типа и гамма-типа. J Biol Chem. 5 июля 1985 г .; 260 (13): 8203–8213. [PubMed] [Google Scholar]
  • Колот В., Бартелс Д., Томпсон Р., Флавелл Р. Молекулярная характеристика активного гена низкомолекулярного глютенина пшеницы и его связь с другими генами проламинов пшеницы и ячменя. Mol Gen Genet. Март 1989 г., 216 (1): 81–90. [PubMed] [Google Scholar]
  • Фолкс А.Дж., Шури П.Р., Мифлин Б.Дж.Полиморфизм и структурная гомология запасных полипептидов (гордеина), кодируемых локусом Hor-2 ячменя (Hordeum vulgare L). Biochem Genet. 1981 Октябрь; 19 (9-10): 841–858. [PubMed] [Google Scholar]
  • Forde BG, Heyworth A, Pywell J, Kreis M. Нуклеотидная последовательность гена гордеина B1 и идентификация возможных вышестоящих регуляторных элементов в генах запасных белков эндосперма ячменя, пшеницы и кукурузы. Nucleic Acids Res. 25 октября 1985 г .; 13 (20): 7327–7339. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Mills KK, Bauer WD.Прикрепление ризобий к корням клевера. J Cell Sci Suppl. 1985; 2: 333–345. [PubMed] [Google Scholar]
  • Odani S, Koide T, Ono T. Полная аминокислотная последовательность ингибитора трипсина ячменя. J Biol Chem. 10 июля 1983 г .; 258 (13): 7998–8003. [PubMed] [Google Scholar]
  • Ibrahim GF, Lyons MJ. Производство мощных поликлональных антител к бактериальным мембранным амфифилам. Med Microbiol Immunol. 1987. 176 (6): 305–313. [PubMed] [Google Scholar]
  • Махони В.К., Хермодсон М.А., Джонс Б., Пауэрс Д.Д., Корфман Р.С., Рик Г.Р.Аминокислотная последовательность и вторичный структурный анализ кукурузного ингибитора трипсина и активированного фактора Хагемана. J Biol Chem. 10 июля 1984 г .; 259 (13): 8412–8416. [PubMed] [Google Scholar]
  • Крауч М.Л., Тенбардж К.М., Саймон А.Е., Ферл Р. Клоны кДНК запасных белков семян Brassica napus: данные анализа нуклеотидной последовательности свидетельствуют о том, что обе субъединицы напина отщепляются от полипептида-предшественника. J Mol Appl Genet. 1983; 2 (3): 273–283. [PubMed] [Google Scholar]
  • Шариф Ф.С., Ли С.С.Аминокислотная последовательность малых и больших субъединиц запасного белка семян Ricinus communis. J Biol Chem. 1982 25 декабря; 257 (24): 14753–14759. [PubMed] [Google Scholar]
  • Krebbers E, Herdies L, De Clercq A, Seurinck J, Leemans J, Van Damme J, Segura M, Gheysen G, Van Montagu M, Vandekerckhove J. Определение участков обработки арабидопсиса 2S Альбумин и характеристика полного семейства генов. Plant Physiol. 1988, август; 87 (4): 859–866. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Ampe C, Van Damme J, de Castro LA, Sampaio MJ, Van Montagu M, Vandekerckhove J.Аминокислотная последовательность 2S богатых серой белков семян бразильского ореха (Bertholletia excelsa H.B.K.). Eur J Biochem. 1986, 15 сентября; 159 (3): 597–604. [PubMed] [Google Scholar]
  • Аллен Р.Д., Коэн Э.А., Фондер Хаар Р.А., Адамс, Калифорния, Ма Д.П., Несслер К.Л., Томас Т.Л. Последовательность и экспрессия гена, кодирующего запасной белок альбумина в подсолнечнике. Mol Gen Genet. 1987 декабрь; 210 (2): 211–218. [PubMed] [Google Scholar]
  • Kreis M, Shewry PR. Необычные особенности структуры и эволюции белков семян зерновых.Биологические исследования. 1989 июн; 10 (6): 201–207. [PubMed] [Google Scholar]
  • Shewry PR, Parmar S, Pappin DJ. Характеристика и генетический контроль проламинов Haynaldia villosa: связь с культурными видами Triticeae (рожь, пшеница и ячмень). Biochem Genet. 1987 Апрель; 25 (3-4): 309–325. [PubMed] [Google Scholar]
  • Касарда Д.Д., Окита Т.В., Бернардин Дж.Э., Беккер П.А., Ниммо С.К., Лью Э.Дж., Дитлер, доктор медицинских наук, Грин ФК. Нуклеиновая кислота (кДНК) и аминокислотные последовательности глиадинов альфа-типа пшеницы (Triticum aestivum).Proc Natl Acad Sci U S. A. 1984, август; 81 (15): 4712–4716. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Kreis M, Shewry PR, Forde BG, Rahman S, Miflin BJ. Молекулярный анализ мутации, придающей фенотип с высоким содержанием лизина в зерне ячменя (Hordeum vulgare). Клетка. 1983 август; 34 (1): 161–167. [PubMed] [Google Scholar]
  • Джерати Д., Пайфер М.А., Рубенштейн И., Мессинг Дж. Первичная структура запасного белка растений: зеин. Nucleic Acids Res. 1981, 10 октября; 9 (19): 5163–5174. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Marks MD, Larkins BA.Анализ микрогетерогенности последовательности среди матричных РНК зеина. J Biol Chem. 1982, 10 сентября; 257 (17): 9976–9983. [PubMed] [Google Scholar]

Здесь представлены статьи из биохимического журнала, любезно предоставленные Биохимическое общество


Дебаты «Семена или зерно» киноа заканчиваются здесь

Вокруг киноа ведутся невинные дебаты. Люди не могут решить, зерно это или семя.

Было время, когда все называли это зерном — даже мы в 2013 году.Затем было много статей, в которых исправлялась этикетка зерна, объяснялась, что квиноа на самом деле является семенем — мы тоже это сделали.

Мы собираемся положить конец дебатам раз и навсегда с помощью Крейга Морриса. Он является директором Западной лаборатории качества пшеницы ARS Министерства сельского хозяйства США и бывшим главным редактором журнала Cereal Chemistry .

Во-первых, нам нужно понять, что такое зерно и что такое семя.

Согласно Merriam-Webster, семя — это «зерна или созревшие семяпочки растений, используемые для посева», а зерно — это «одно маленькое твердое семя».«Один термин в основном используется для определения другого, так в чем разница?

« Зерно и семя — это почти одно и то же, хотя вы можете представить, что семя томата — это не зерно », — объяснил Моррис HuffPost. «Время от времени мы различаем, что зерно будет съедено, а семя будет посажено (что-то вроде тривиального)».

Поскольку мы едим киноа, согласно Моррису, мы можем назвать ее зерном, не ошибаясь.

Почему ведутся споры о том, что квиноа является зерном или семенем?

Словарь Мерриама-Вебстера, как мы уже упоминали выше, определяет зерно как «одно маленькое твердое семя», но когда люди говорят о зернах, таких как пшеница и рис, они имеют в виду зерновые.И киноа — это не зерно злаков.

Зерновые злаки, в том числе овес, пшеница, рис, кукуруза, ячмень, рожь, сорго и просо, являются съедобными семенами конкретных трав, принадлежащих к семейству Poaceae.

Квиноа — это семя, которое собирают с высокого листового растения, которое не является злаковой травой, а является родственником шпината, свеклы и мангольда. Таким образом, киноа технически классифицируется как зерно псевдозаков, наряду с амарантом и гречкой. Псевдозерновые злаки — это семена ряда различных видов растений, внешних по отношению к семейству Poaceae, которые употребляются в пищу так же, как и зерновые.

Итак, эти псевдозерновые злаки не являются настоящими злаками, но поскольку их готовят и едят так же, как и другие злаки, кажется, что все они относятся к одной и той же категории злаков.

Неправильно называть киноа зерном?

«Нет, я не считаю, что это неправильно, — говорит Моррис. «Merriam-Webster включает в себя« семена или плоды различных пищевых растений, включая злаковые травы, а также другие растения, используемые в коммерческих и законодательных целях (например, сою) »».

Оказывается, об этих крошечных семенах можно многое знать. технически псевдозерновые.Но вы можете неофициально называть квиноа зерном. А теперь, когда вы знаете, приготовьте это блюдо и используйте его в одном из следующих рецептов!

Салат из вяленых на солнце помидоров, шпината и киноа

Cookie and Kate

Средиземноморский салат из трех бобов и киноа

Два горошка и их стручок

Салат из манго, черной фасоли и авокадо из киноа

Кулинария Классный

000 Салат из киноа

Foodie Crush

Салат из киноа из огурцов и фета

Как это сладко

Салат из жареной кукурузы и персика из киноа по-тайски

Половина запеченного урожая

Фруктовый салат из киноа

Damn Delicious

9000 Delicious 9000

Азиатский салат из киноа Летний греческий салат из киноа

Еда для птиц

Мексиканский салат из капусты и киноа

Печенье и Кейт

Салат из лебеды со спаржей и нутом

Два гороха и их стручок

Салат из латиноамериканской лебеды

ven

ven Салат Chipotle из киноа с авокадо

Foodie Crush

Лебеда с травами и нутом S Алад с заправкой из лимона и тахини

Печенье и Кейт

Салат из капусты и киноа с имбирем Карри Винегрет

Умная морковь

Кукуруза: от семян до злаков

Целевой класс / возрастной диапазон:

Классы 3-5

Время:

Виртуальное обучение:

Используйте этот документ, чтобы преобразовать урок в виртуальный учебный модуль для ваших учеников.Используйте описанные шаги для создания различных элементов Google Classroom или другой платформы онлайн-обучения. Вы также можете отправить шаги непосредственно учащимся в формате PDF, представить их на виртуальной встрече или подключить их к любой другой системе виртуальных учебных модулей.

Цель:

Учащиеся будут последовательно снимать фотографии, чтобы рассказать историю «Семена и злаки», одновременно узнавая о производстве кукурузы, говядины, производстве этанола и производстве продуктов питания в целом.

Материалы:

  • Рисунки «Семена на стол» (напечатаны с двух сторон, так что на оборотной стороне каждого рисунка есть этикетка)

Рекомендуемые сопутствующие ресурсы (книги и веб-сайты)

  • Accurate Ag, Corn in the Story of Agriculture by Сьюзан Андерсон и Джоанн Багги
  • Кукуруза от Гейл Гиббонс
  • Этанол и другие виды топлива от Tea Benduhn
  • От кукурузы до зерновых, Роберта Базель
  • Точный агротехнический, мясной скот в истории сельского хозяйства Сьюзан Андерсондж и Джоанн

    Словарь (с определениями)

    • Транспортировка: средство передвижения или путешествия из одного места в другое
    • Зерно: пшеница или любая другая культурная зерновая культура, используемая в пищу
    • Шелуха: сухое внешнее покрытие некоторых фруктов или семян (включая кукуруза)
    • Этанол: системное химическое название этилового спирта; возобновляемое топливо, альтернатива бензину
    • Топливо: материал, такой как уголь, газ или нефть, который сжигается для производства тепла или энергии
    • Корм: пища, даваемая домашнему скоту, например, крупному рогатому скоту
    • Агроном: ученый, изучающий управление почвами и растениеводство
    • Комбайн: машина, используемая для уборки зерна, такого как кукуруза и соя
    • Обработка: для выполнения ряда механических или химических операций над чем-либо с целью его изменения или сохранения, часто повышая ценность исходного продукта
    • Зерновой элеватор: иногда используется для описания кооператива в целом, сам элеватор использует конвейерные ленты или шнеки для подъема зерна в силосы или зерновые бункеры для хранения.
    • Кооператив: предприятие или организация, которые принадлежат и управляются совместно его членами. кто разделяет прибыль или выгоды

    Предпосылки — Сельскохозяйственные связи (что нужно знать учителю, чтобы преподавать этот контент)

    9 2136
  • Этот урок посвящен тому, что происходит с кукурузой после уборки урожая.Имеется три варианта; из семян в хлопья, из шелухи в гамбургеры и из кисточки в резервуар. Каждая вариация включает в себя фотографии этапов создания конечного продукта из кукурузы. Студенты будут работать вместе, чтобы упорядочить эти фотографии, анализируя происходящее внутри них. Ниже будет указан правильный порядок карточек, включая краткое объяснение каждой из них.
    1. Семена к злакам:
      1. Исследования / Лаборатория или Теплица
        1. Многие виды семян создаются в результате исследований.Примерно с 20-х годов прошлого века производители семян начали работать с гибридными растениями. Это означало, что они должны были скрестить две разновидности одного и того же растения, чтобы получить гибридную силу и объединить некоторые черты этих двух. С тех пор гибриды стали очень популярными, и ученые обнаружили, как повысить ценность семян, добавив гены, которые помогают растению переносить гербициды и противостоять определенным видам насекомых. Сегодня семена также можно обрабатывать, то есть на семена накладывают дополнительную оболочку, чтобы делать разные вещи, например, защищать семена от болезней или вредителей.
      2. Фермер покупает семена
        1. Поскольку производство семян в настоящее время является довольно крупной отраслью, существует также множество разновидностей каждой культуры. Фермеры будут покупать семена, которые, по их мнению, лучше всего подходят для их хозяйства. В зависимости от окружающей среды, размера фермы, имеющегося оборудования, существующих систем земледелия и стоимости семян фермеры могут искать множество черт. Они могут включать засухоустойчивость, прочность стеблей (устойчивость к ветру, граду и т. Д.), Устойчивость к насекомым, устойчивость к гербицидам и потенциал урожайности.Точно так же, как один и тот же вид цветов не будет одинаково расти на каждой клумбе, не все фермеры будут использовать один и тот же тип семян на своем поле.
      3. Посевы
        1. Посев кукурузы в Айове обычно начинается примерно на последней неделе апреля и, надеюсь, завершится в середине мая. Поскольку в этой части мира также может быть сезон дождей, фермерам следует обращать внимание на погоду и быть осторожными, чтобы не повредить почву, выйдя на поле в слишком влажную погоду. Если почва слишком влажная и тракторы выезжают на нее, трактор может не только застрять, но и вызвать сильное уплотнение почвы, что может снизить урожайность при падении.
      4. Опрыскивание
        1. Фермеры могут опрыскивать несколько вещей на своем поле. Хотя сейчас все больше фермеров вводят свои удобрения (например, безводный аммиак и навоз для нужд азота), на посевы можно распылять другие вещества, такие как гербициды, пестициды и даже фунгициды. Распылители имеют форсунки нескольких размеров, которые используются для распыления материала на поле. В зависимости от свойств распыляемого материала будут использоваться форсунки разного размера для обеспечения покрытия материала при минимальном сносе распыления на соседние поля, дворы или другие области.
      5. Crop Scouting / Agronomist
        1. Агрономы — это что-то вроде лекарей растений. В Айове у нас есть много кооперативов и агрономических служб, которые помогают фермерам взглянуть на свои поля и проанализировать любые проблемы, с которыми они могут столкнуться. Агрономы будут ходить на поля и «разведывать урожай», осматривая растения и проверяя их на наличие болезней, повреждений вредителями или дефицита питательных веществ. Затем агрономы могут помочь фермерам решить, какие следующие шаги им, возможно, необходимо предпринять, например, внесение удобрений или применение пестицидов.Агрономы могут помочь и в другое время года, помогая анализировать данные об урожайности, проводить тесты почвы или помогать в выборе сорта семян.
      6. Комбайн / уборка урожая
        1. Сезон уборки наступает осенью. Кукурузу убирают комбайном. Комбайн едет по полю и собирает с растений только зерна кукурузы. Современные комбайны собирают огромные объемы данных во время уборки урожая, в том числе карты урожайности и влажности зерна. Фермеры стараются собирать зерно только тогда, когда его влажность составляет менее 15% (многие фермеры стремятся к 10-13% влажности).Влажное зерно не так легко хранить, его цена в кооперативе снижается, а его высыхание перед хранением стоит дороже.
      7. Загрузка кукурузы
        1. Хотя на комбайне есть место для хранения зерна, его обычно недостаточно для всего поля фермера. Когда эта зона хранения (называемая бункером) заполняется зерном, другой трактор, буксирующий зерновоз, потянет за комбайн. Комбайн выдвинет шнек, который будет загружать зерно из бункера в тележку для зерна.При этом трактор и комбайн могут продолжать движение! Когда комбайн загрузит зерновой прицеп, трактор будет перемещать зерно в другое место. Многие хозяйства сегодня будут иметь доступ к полуприцепу, в который они будут загружать зерно. Трактор и зерновоз могут перемещаться между полуприцепом и комбайном, экономя время.
      8. Транспортировка зерна с поля
        1. Когда полуфабрикат загружен, зерно забирается с поля. Его либо доставят напрямую в кооператив или элеватор для продажи, либо фермер может хранить его в своей собственности, если у него есть собственные зернохранилища.
      9. Зерновой элеватор / склад
        1. Зерновой элеватор или кооператив будет покупателем зерна. Некоторые крупные кооперативы — Heartland, Landus, Agriland FS, MaxYield, Key, NEW и многие, многие другие.
        2. Если фермер имеет личный доступ к зернохранилищам, он может решить хранить свое зерно и ждать его продажи. Это может быть один из способов, которым фермеры пытаются получить лучшую цену при продаже — если у них есть возможность сказать, когда они хотят продать.
      10. Зерновоз
        1. После того, как кооператив купит зерно, он будет искать коммерческих покупателей зерна.Это может включать многие отрасли промышленности, поскольку зерно кукурузы можно разбить на части и использовать для множества вещей, от коврового волокна до хлопка, этанола и пластика. После того, как покупатель будет застрахован, зерно будет доставлено на предприятие этой компании для дальнейшей обработки.
      11. Завод по переработке кукурузы / Зерновой завод
        1. Холодные каши производятся на перерабатывающих предприятиях путем измельчения и смешивания с различными добавками (такими как соль, вода, витамины, подсластители, красители и т. Д.), приготовленные и высушенные. Затем злаки будут прессоваться, поджариваться, формоваться или иным образом обрабатываться в различных формах и формах, в которых мы наслаждаемся нашими злаками. продуктовые магазины.
      12. Продуктовый магазин
        1. Когда продукты поступают в продуктовый магазин, мы можем их купить!
      13. Завтрак для Вас!
  • Из шелухи в гамбургер:
    1. Исследования / лаборатория или теплица
    2. Фермер покупает семена
    3. Посев
    4. Опрыскивание
    5. Разведка урожая / агроном
    6. Зерновой комбайн
    7. Транспортировка зерна
    8. Зерно
    9. Транспортировка зерна
    10. Зерновой элеватор / хранилище
    11. Зерновоз
    12. Комбикормовый завод
      1. Комбикормовый завод — это место, где комбинируются кормовые ингредиенты для создания кормовых рационов для скота.В случае кукурузы внешнее покрытие очень твердое и затрудняет доступ животных к крахмалу в семенах, если оно не подвергается дальнейшей обработке. Поэтому кукуруза, используемая в кормах, обычно измельчается, трескается, прессуется или иным образом измельчается для повышения эффективности корма.
      2. Другими ингредиентами, используемыми в кормах для крупного рогатого скота, могут быть соевые бобы (источник белка), витамины, минералы, соль, мочевина (источник азота) или корма, такие как силос (корм для ферментированных кукурузных растений), люцерна, клевер или другие сено. .
    13. Транспортировка корма
      1. Когда корм создан, он будет транспортироваться на ферму, где живет домашний скот!
    14. Ферма по разведению крупного рогатого скота / кормление
      1. В зависимости от типа животноводческой фермы и возраста животного, разные животные будут есть разные продукты. Однако кукуруза остается важным компонентом кормов для крупного рогатого скота, поскольку помогает животным быстро и эффективно набирать вес.
    15. Транспортировка скота
      1. Когда животное будет готово к уборке, его отправят на мясоперерабатывающий завод.Этот этап важен, потому что фермеры хотят, чтобы их животные были максимально спокойными и без стресса. Из-за этого все больше и больше фермеров выбирают изогнутые твердые желоба, которые позволяют животным ходить спокойно и без особой поддержки. Для получения дополнительной информации о поведении животных и гуманном обращении с домашним скотом посетите следующие источники:
        1. Grandin Livestock Handling Systems: http://www.grandinlivestockhandlingsystems.com/index.html
        2. Понимание зоны полета и точки равновесия для работы с низким уровнем стресса. Крупный рогатый скот, овцы и свиньи, Темпл Грандин: http: // www.grandin.com/behaviour/principles/flight.zone.html
    16. Мясокомбинат
      1. Мясоперерабатывающие заводы, хоть и не роскошные, представляют собой очень санитарные и гуманные объекты. В этих учреждениях работают квалифицированные и образованные люди, соблюдающие стандарты качества и методы. Для получения дополнительной информации о стандартах безопасности пищевых продуктов посетите Службу контроля и безопасности пищевых продуктов (FSIS) Министерства сельского хозяйства США:
      2. http://www.fsis.usda.gov/wps/portal/fsis/topics/food-safety-education/get- ответы / информационные бюллетени по безопасности пищевых продуктов / производство и инспекция / инспекция убоя-101 / инспекция убоя-101
    17. Транспортировка продукта
      1. Когда продукты будут собраны и упакованы, они будут безопасно транспортироваться в рефрижераторы.
    18. Гамбургер
      1. Магазины и рестораны получат продукты и используют их для приготовления любимых нами блюд!
  • Кисточка в резервуар:
    1. Исследования / Лаборатория или теплица
    2. Фермер покупает семена
    3. Посев
    4. Опрыскивание
    5. Разведка урожая / Агроном
    6. Зерновые с поля18
    7. Загрузка зерновых18
    8. Зерновой элеватор / хранилище
    9. Зерновоз
    10. Завод по производству этанола
      1. Производство этанола связано с тяжелыми химическими процессами, но, по сути, зерно дробится, варится и превращается в сахар.Затем он ферментируется в спирт, очищается и смешивается с бензином (поэтому его нельзя использовать в качестве пищевого зернового спирта). Для получения дополнительной информации о задействованных химических процессах перейдите по этой ссылке:
      2. https://en.wikipedia.org/wiki/Ethanol_fermentation
    11. Транспортировка этанола
      1. По завершении этих шагов этанол транспортируется на заправочные станции. !
    12. На насосе
      1. На насосе вы можете видеть различные смеси этанола.E-15 — самый популярный в Айове.
    13. В твою машину!
  • Подход или мотиватор интереса

    Спросите учащихся, как еда попадает в продуктовый магазин или ресторан. Есть ли сады Cheerio? А как насчет кетчупа? Нет, многие продукты обрабатываются и превращаются в вкусную еду, которую мы любим. Но один урожай Айовы используется для производства многих вещей!

    Процедуры

    1. Расскажите классу о кукурузе. Спросите студентов, что они уже знают о кукурузе.Сейчас самое время уточнить, что существует несколько видов кукурузы. Есть сладкая кукуруза, которую люди любят есть, попкорн, индийская кукуруза или декоративная кукуруза, наиболее распространенная — полевая кукуруза. В этом уроке пойдет речь о полевой кукурузе и о том, для чего она используется.
      1. Спросите студентов, для чего, по их мнению, используется полевая кукуруза. Студенты должны говорить такие вещи, как корм для животных, топливо (этанол) или продукты, такие как хлопья, кукурузные чипсы, или такие ингредиенты, как кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы.
    2. Проведите мозговой штурм с классом о том, какие шаги можно включить в производство кукурузы в пищу для людей, например, зерновых.
      1. Напишите идеи на доске во время мозгового штурма. Помогите им подумать о таких вещах, как селекция или исследование растений, посадка, транспортировка, переработка и т. Д.
      2. Завершите обсуждение через пару минут.
    3. Затем объясните учащимся, что они будут работать вместе, как класс, чтобы упорядочить фотографии процесса обработки семян зерновых культур.
      1. Есть 14 карточек с фотографиями для процесса посевного материала. Распределите эти карточки с фотографиями равномерно по всему классу.Если некоторым учащимся придется сгибаться вдвое, чтобы получить фотокарточку, попросите их сделать это. Раздайте карточки с фотографиями лицевой стороной вверх и попросите учащихся оставить их в таком виде, пока вы не скажете иначе.
    4. Скажите студентам, что когда вы говорите: «Иди!» им нужно будет разместить фотографии по порядку на земле в отведенном для этого месте комнаты. Они смогут общаться, но им нужно будет поддерживать голос в помещении и быть вежливыми друг с другом. Скажите учащимся, что на обратной стороне каждой фотографии есть короткая фраза, которая может служить полезным намеком, если они застряли, но проверять подсказки только в том случае, если они действительно застряли.Также скажите студентам, что они будут рассчитаны на время. Однако к их времени будет добавлено 5 секунд за каждую неправильно размещенную карту, поэтому им нужно будет работать разумно и быстро!
      1. Студенты будут проделывать то же самое с карточками с фотографиями «От шелухи до гамбургера» и с карточками с кисточкой на танк. Для каждого раунда ученики будут рассчитаны на время. Надеюсь, с каждым разом они будут идти быстрее, потому что первая часть каждого занятия будет одинаковой.
    5. Отпустите учащихся, чтобы начать работу.Напоминая им, чтобы они работали быстро, убедитесь, что ученики вежливы, безопасны и т. Д.
    6. Когда ученики закончат, попросите их вернуться на свои места. Просмотрите вместе все карточки с фотографиями и прочтите описание на обратной стороне карточки. Спросите учащихся, считают ли они, что они находятся в правильном порядке. Если это не так, помогите студентам сделать предложения по их реорганизации.
    7. Когда карточки будут расположены в правильном порядке, спросите учащихся, что их удивило во время упражнения.Было легко? Были ли шаги, о которых вы не задумывались или о которых не знали?
    8. Затем поговорим о других применениях той же кукурузы. Кукуруза также используется для кормления домашнего скота, например крупного рогатого скота. Объясните учащимся, что на этот раз они сделают то же самое, но на этот раз включат гамбургер вместо хлопьев.
      1. В мероприятии «От шелухи до гамбургера» 17 карточек с фотографиями. Первые десять аналогичны действию «Семя в зерно». Вы можете либо распечатать эти карточки несколько раз, либо собрать эти карточки и распространить их.Если напечатано несколько копий, студенты могут расположить все три процесса друг над другом, чтобы было легче сравнивать и противопоставлять их, но это также можно обсудить в ходе обсуждения.
    9. Отпустите учащихся, чтобы они выполнили задание (повторите шаги 4-7).
      1. Заняли ли учащиеся в этом раунде столько же времени, сколько и в предыдущем? Что было похожего или отличного? Что было проще или сложнее?
    10. Затем поговорим о последнем, что можно получить от кукурузы; топливо.Спросите студентов, что они знают об этаноле. Поговорите о том, что этанол является возобновляемым топливом, альтернативным бензину.
    11. Раздайте карточки с картинками «Кисточка» Танку (в этом раунде также 14 карточек, причем первые 10 одинаковые).
    12. Повторите шаги 4-7.
      1. Как сравнивались времена в этом раунде? Что было похожего или отличного? Насколько сложна по сравнению с двумя предыдущими раундами?
      2. Спросите студентов, как, по их мнению, кукуруза может иметь множество применений. Вся кукуруза закупается одной компанией? Все ли компании, покупающие кукурузу, покупают ее по одинаковой цене? Поговорите о том, сколько использований одного товара (кукурузы) увеличивает его ценность, потому что есть конкуренция за его покупку.
    13. Спросите студентов, что они узнали о производстве кукурузы. Обсудите все этапы всех трех раундов и всех людей, необходимых для выполнения этих работ. Поговорите о карьере в области пищевой науки, химии, грузоперевозок, выращивания кукурузы, выращивания говядины, агрономии, биохимии и многих других! Спросите студентов, удивляет ли их какая-либо из этих профессий или профессий.
    14. Завершите урок некоторыми ключевыми выводами учащихся. Коснитесь таких вещей, как:
      1. STEM, задействованные на каждом этапе процесса
      2. Задания, связанные с производством продуктов питания
      3. Как производятся продукты питания
      4. Многочисленные применения кукурузы
      5. Многие этапы, необходимые для производства продуктов питания

    карты, диаграммы, изображения или документы)

    Знаете ли вы? (Факты Ag)

    • Айова — номер один.1 штат кукурузы.
    • Айова — штат №1 по производству этанола.
    • Айова — № 8 по производству говядины.

    Дополнительные задания (как ученики могут переносить это за пределы класса)

    Попросите учащихся проверить этикетки ингредиентов на продуктах дома, чтобы узнать, сколько в них кукурузы, и доложить классу на следующий день.

    Создайте небольшой исследовательский проект, в котором учащиеся смогут проследить одно использование кукурузы от начала до конца и создать схему, плакат или статью о нем.

    Источники / кредиты

    Автор (ы)

    Синди Холл и Крисси Роудс

    Принадлежность к организации

    Фонд сельскохозяйственной грамотности штата Айова

    Национальные результаты по сельскохозяйственной грамотности

    • Растения и животные для производства продуктов питания, волокна и энергии
    • Результаты
    • : T2.3-5.b: Различать возобновляемые и невозобновляемые ресурсы, используемые в производстве продуктов питания, кормового топлива, волокна (ткани или одежды) и жилья
  • Продукты питания, здоровье и образ жизни Результаты:
    • T3.3-5: Схема процесса производства переработанного продукта от фермы до стола
    • T3.3-5.f: Определить профессию в сфере пищевых продуктов, питания и здоровья
  • Культура, общество, экономика и география Результаты:
    • T5.3-5.b: Узнайте, что в сельском хозяйстве много рабочих мест

Основные стандарты штата Айова

  • Социальные исследования
    • SS.3-5E.6 Поймите, что экономика всех стран мира полагается на универсальную концепции.
  • Language Arts:
    • SL.3.1: эффективно участвовать в различных совместных обсуждениях (один на один, в группах и под руководством учителя) с разными партнерами по темам и текстам для 3-го класса, опираясь на идеи других и четко выражая свои собственные.
    • SL.3.4: Сообщить по теме или тексту, рассказать историю или рассказать о своем опыте с соответствующими фактами и соответствующими описательными деталями, четко говоря в понятном темпе.
    • SL.3.6: Говорите полными предложениями, когда это уместно для задачи и ситуации, чтобы предоставить запрошенные детали или разъяснения.
    • SL.4.1: эффективно участвовать в различных совместных обсуждениях (один на один, в группах и под руководством учителя) с разными партнерами по темам и текстам для 4 класса, опираясь на идеи других и четко выражая свои собственные.
    • SL.4.4: Отчет по теме или тексту, рассказ или пересказ опыта в организованной манере, используя соответствующие факты и соответствующие описательные детали для поддержки основных идей или тем; говорите четко в понятном темпе.
    • SL.5.1: эффективно участвовать в различных совместных обсуждениях (один на один, в группах и под руководством учителя) с разными партнерами по темам и текстам для 5 класса, опираясь на идеи других и четко выражая свои собственные.
    • SL.5.4: Отчет по теме или тексту или изложение мнения, логически упорядочивая идеи и используя соответствующие факты и соответствующие описательные детали для поддержки основных идей или тем; говорите четко в понятном месте.


Эта работа находится под международной лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.