I lupini, un legume che è stato consumato nel Mediterraneo e in alcune parti del Medio Oriente e dell’Africa per migliaia di anni, sono molto ricchi di proteine e fibre, poveri di carboidrati, hanno un basso indice glicemico e sono facili da coltivare in una varietà di climi. Tuttavia, alcune varietà contengono anche alti livelli di alcaloidi sgradevolmente amari.
Il team internazionale di ricercatori ha identificato per la prima volta il “gene della dolcezza” responsabile dei bassi livelli di alcaloidi, questa scoperta potrebbe rendere più facile produrre in modo affidabile piante più appetibili.
La ricerca della dolcezza
Circa 100 anni fa, i coltivatori di piante in Germania trovarono mutazioni naturali che producevano “lupini dolci” con livelli molto più bassi di alcaloidi amari. Producevano varietà dolci di lupino bianco (Lupinus albus), lupino a foglia stretta (Lupinus angustifolius, il principale tipo coltivato in Australia) e il meno comune lupino giallo (Lupinus luteus).
I lupini negli ultimi 50 anni sono diventati più comuni come alimento per gli animali da allevamento. I lupini dolci sono buoni per questo, in quanto non richiedono un lavaggio prolungato per essere utilizzabili, sono anche sempre più mangiati dagli esseri umani che sono molto sensibili al sapore amaro.
Ricerca genetica
Matteo Nelson collabora con l’Organizzazione per la ricerca scientifica e industriale del Commonwealth (CSIRO). È un genetista e selezionatore di piante con la passione di migliorare la produzione alimentare attraverso il miglioramento genetico delle colture, a tal fine si è impegnato in una serie di ricerche di base e applicate in organizzazioni pubbliche e private nel Regno Unito, nei Paesi Bassi, in Canada e in Australia. Ha spiegato in questo articolo come ha collaborato con il team internazionale per la ricerca del “gene della dolcezza” dei lupini.
I nostri colleghi in Danimarca hanno studiato la biochimica dei diversi alcaloidi sia nelle varietà amare sia in quelle dolci. Osservando i cambiamenti nella composizione degli alcaloidi, sarebbe stato possibile avere un’idea dei geni coinvolti.
Il mio lavoro riguardava la genetica. Abbiamo analizzato 227 varietà di lupino bianco e testato i loro livelli di alcaloidi, quindi, con i colleghi in Francia, abbiamo esaminato i marcatori nel genoma del lupino, abbiamo cercato di associare livelli di alcaloidi alti e bassi con la genetica.
Avevamo indizi su dove pensavamo si trovasse il gene, in una certa regione di poche dozzine di geni. Ce n’era uno che pensavamo fosse il più promettente, quindi abbiamo progettato molti marcatori del DNA per capire quale sequenza variava in quel gene.
Alla fine abbiamo trovato un legame molto forte tra un cambiamento nei livelli di alcaloidi e una variazione di una singola sequenza nel nostro gene.
Il test finale è stato quello di scoprire se una variazione in questo gene avrebbe prodotto dolcezza anche in altri tipi di lupino, per farlo, in alcune altre piante saremmo in grado di utilizzare strumenti di modificazione genetica ma per vari motivi questo è difficile nei lupini.
Invece, ci siamo rivolti a un’azienda chiamata Traitomic che ha analizzato un numero enorme di semi di lupino a foglia stretta finché non ne ha trovato uno che naturalmente presentava esattamente la mutazione che stavamo cercando. E quando abbiamo testato quella pianta, aveva pochi alcaloidi, confermando che avevamo davvero trovato il “gene della dolcezza”.
Marcatore genetico affidabile
La coltivazione del lupino bianco dolce in pratica può essere un po’ complicata. Esistono diversi ceppi che hanno diversi geni a basso contenuto di alcaloidi e, se questi ceppi si impollinano in modo incrociato, il risultato può essere ancora una volta piante di lupino amaro.
La ricerca fornisce un marcatore genetico affidabile per i coltivatori di piante per sapere con quali ceppi hanno a che fare. Ciò significa che sarà più facile coltivare costantemente il lupino bianco dolce.
La maggior parte di ciò che viene coltivato in Australia al momento è lupino a foglia stretta, in parte perché l’industria ha avuto difficoltà a mantenere dolce il lupino bianco (e in parte perché il lupino bianco era afflitto da una malattia fungina chiamata antracnosi di lupino), quindi forse in futuro vedremo il ritorno del lupino bianco.
La nostra visione è una maggiore coltivazione dei lupini resistenti e ad alto contenuto proteico per il consumo umano.
