Αν μπείτε σε ένα μπαρ στην Ιταλία, μπορεί να σας σερβίρουν ένα πιάτο με αλμυρά, θρεπτικά σνακ: φασόλια λούπινου, ένα όσπριο που καταναλώνεται στη Μεσόγειο και σε μέρη της Μέσης Ανατολής και της Αφρικής εδώ και χιλιάδες χρόνια.
Τα λούπινα είναι πολύ πλούσια σε πρωτεΐνες και φυτικές ίνες, χαμηλά σε υδατάνθρακες, έχουν χαμηλό γλυκαιμικό δείκτη και είναι εύκολο να αναπτυχθούν σε διάφορα κλίματα. Ωστόσο, ορισμένες ποικιλίες περιέχουν επίσης υψηλά επίπεδα δυσάρεστων πικρών αλκαλοειδών.
Σε νέα έρευνα, μια διεθνής ομάδα ερευνητών εντόπισε για πρώτη φορά το «γονίδιο της γλυκύτητας» που ευθύνεται για τα χαμηλά επίπεδα αλκαλοειδών. Αυτή η ανακάλυψη μπορεί να διευκολύνει την αξιόπιστη παραγωγή πιο εύγευστων φυτών.
Η αναζήτηση της γλυκύτητας
Πριν από περίπου 100 χρόνια, "εκτροφείς" φυτών στη Γερμανία βρήκαν φυσικές μεταλλάξεις που παρήγαγαν «γλυκά λούπινα» με πολύ χαμηλότερα επίπεδα πικρών αλκαλοειδών. Παρήγαγαν γλυκές ποικιλίες λευκού λούπινου (Lupinus albus), στενόφυλλου λούπινου (Lupinus angustifolius, ο κύριος τύπος που καλλιεργείται στην Αυστραλία) και του λιγότερο διαδεδομένου κίτρινου λούπινου (Lupinus luteus).
Τα τελευταία 50 περίπου χρόνια, τα λούπινα έχουν γίνει πιο κοινά ως τροφή για ζώα φάρμας. Τα γλυκά λούπινα είναι καλά για αυτό, καθώς δεν χρειάζονται εκτεταμένο πλύσιμο για να μπορούν να χρησιμοποιηθούν. Επίσης τρώγονται όλο και περισσότερο από τους ανθρώπους – και είμαστε πολύ ευαίσθητοι στην πίκρα.
Για να βρούν τη γενετική βάση για τα «γλυκά» λούπινα, χρησιμοποίησαν διάφορες προσεγγίσεις.
Μια γενετική αναζήτηση
Στη Δανία μελέτησαν τη βιοχημεία των διαφορετικών αλκαλοειδών τόσο σε πικρές, όσο και σε γλυκές ποικιλίες. Εξετάζοντας τις αλλαγές στη σύνθεση των αλκαλοειδών, θα μπορούσαμε να πάρουμε μια ιδέα των γονιδίων που εμπλέκονται.
Στις ΗΠΑ η δουλειά του Μάθιου Νέλσον αφορούσε τη γενετική. Η ομάδα του ανέλυσε 227 ποικιλίες λευκού λούπινου και δοκίμασε τα αλκαλοειδή τους επίπεδα. Στη συνέχεια, με συναδέλφους στη Γαλλία, εξέτασαν δείκτες σε όλο το γονιδίωμα του λούπινου και προσπάθησαν να συσχετίσουν υψηλά και χαμηλά επίπεδα αλκαλοειδών με τη γενετική.
Είχαν ενδείξεις για το πού θα βρισκόταν το γονίδιο, σε μια συγκεκριμένη περιοχή με μερικές δεκάδες γονίδια. Υπήρχε ένα που πιστεύαμε ότι φαινόταν το πιο πολλά υποσχόμενο, έτσι σχεδίασαν πολλούς δείκτες DNA για να προσδιορίσουν ποια αλληλουχία διέφερε σε αυτό το γονίδιο.
Τελικά βρήκαν μια πολύ ισχυρή σχέση μεταξύ μιας αλλαγής στα επίπεδα αλκαλοειδών και μιας παραλλαγής μιας μεμονωμένης αλληλουχίας στο γονίδιο μας. Η τελική δοκιμή ήταν να διαπιστωθεί εάν μια παραλλαγή σε αυτό το γονίδιο θα παρήγαγε γλυκύτητα και σε άλλους τύπους λούπινου. Σε ορισμένα άλλα φυτά θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν εργαλεία γενετικής τροποποίησης για να το κάνουν αυτό, αλλά για διάφορους λόγους αυτό είναι δύσκολο στα λούπινα.
Αντ 'αυτού, πήγαν σε μια εταιρεία που ονομάζεται Traitomic, η οποία εξέτασε έναν τεράστιο αριθμό σπόρων λούπινου με στενά φύλλα, μέχρι να βρει έναν που είχε φυσικά ακριβώς τη μετάλλαξη που αναζητούσαν. Και όταν δοκίμασαν αυτό το φυτό, είχε χαμηλά αλκαλοειδή - επιβεβαιώνοντας ότι είχαν βρει πραγματικά το «γονίδιο της γλυκύτητας».
Ένας αξιόπιστος δείκτης
Στην πράξη, η καλλιέργεια γλυκού λευκού λούπινου μπορεί να είναι λίγο δύσκολη. Υπάρχουν πολλά διαφορετικά στελέχη που έχουν διαφορετικά γονίδια χαμηλών αλκαλοειδών και εάν αυτά τα στελέχη διασταυρωθούν, το αποτέλεσμα μπορεί να είναι πικρά φυτά λούπινου για άλλη μια φορά.
Η έρευνα δίνει έναν αξιόπιστο γενετικό δείκτη για τους "εκτροφείς" φυτών ώστε να γνωρίζουν με ποια στελέχη έχουν να κάνουν. Αυτό σημαίνει, ότι θα είναι πολύ πιο εύκολο να καλλιεργήσετε με συνέπεια γλυκό λευκό λούπινο.
Αυτή τη στιγμή το μεγαλύτερο μέρος αυτού που καλλιεργείται στην Αυστραλία είναι λούπινο με στενά φύλλα, εν μέρει επειδή ο κλάδος δυσκολεύτηκε να διατηρήσει γλυκό το λευκό λούπινο (και εν μέρει επειδή το λευκό λούπινο μαστιζόταν από μια μυκητιακή ασθένεια που ονομάζεται ανθρακνόζη του λούπινου). Ίσως λοιπόν στο μέλλον να δούμε το λευκό λούπινο να επιστρέφει.
Το όραμα των επιστημόνων είναι περισσότερη καλλιέργεια των υψηλής πρωτεϊνης ανθεκτικών λούπινων για κατανάλωση από τον άνθρωπο.