7 آگوست 2023 -نوشته متیو نلسون، گفتگو-اعتبار: Shutterstock
اگر وارد یک مغازه فروش نوشیدنی در ایتالیا شوید، ممکن است یک خوراکی از میان وعده‌های نمکی و مغذی برایتان سرو شود: لوبیا لوپین، حبوباتی که هزاران سال است در اطراف دریای مدیترانه و بخش‌هایی از خاورمیانه و آفریقا خورده می‌شود.
لوپین ها سرشار از پروتئین و فیبر هستند، کربوهیدرات کمی دارند، شاخص گلیسمی پایینی دارند و به راحتی در آب و هوای مختلف رشد می کنند. با این حال، برخی از انواع نیز حاوی سطوح بالایی از آلکالوئیدهای تلخ ناخوشایند هستند.
در تحقیقات جدید، یک تیم بین المللی از محققان برای اولین بار “ژن شیرینی” که باعث سطوح پایین آلکالوئید می شود را شناسایی کردند. این کشف ممکن است تولید مطمئن گیاهان خوش طعم تر را آسان تر کند.
حدود 100 سال پیش، پرورش دهندگان گیاهان در آلمان جهش های طبیعی را پیدا کردند که “لوپین های شیرین” را با سطوح بسیار کمتری از آلکالوئیدهای تلخ تولید می کرد. آنها انواع شیرینی از لوپین سفید (Lupinus albus)، لوپین برگ باریک Lupinus angustifolius، نوع اصلی که در استرالیا رشد می‌کند و لوپین زرد کمتر رایج (Lupinus luteus) تولید کردند.
در حدود 50 سال گذشته، لوپین ها به عنوان غذای حیوانات مزرعه ای رایج تر شده اند. لوپین های شیرین برای این کار خوب هستند، زیرا برای قابل استفاده بودن نیازی به شستشوی زیاد ندارند. آنها همچنین به طور فزاینده ای توسط انسان خورده می شوند .
برای یافتن مبنای ژنتیکی لوپین های “شیرین” از چند رویکرد استفاده کردیم.همکاران ما در دانمارک بیوشیمی آلکالوئیدهای مختلف را در انواع تلخ و شیرین مطالعه کردند. با نگاه کردن به تغییرات در ترکیب آلکالوئیدها، می‌توانیم ایده‌ای درباره ژن‌های دخیل به دست آوریم.
کار خودم روی ژنتیک بود. ما 227 نوع لوپین سفید را تجزیه و تحلیل کردیم و سطوح آلکالوئید آنها را آزمایش کردیم.
سپس، با همکاران در فرانسه، نشانگرهای ژنوم لوپین را بررسی کردیم و سعی کردیم سطوح آلکالوئید بالا و پایین را با ژنتیک مرتبط کنیم.ما سرنخ‌هایی در مورد اینکه فکر می‌کردیم این ژن در یک منطقه معین از چند ده ژن قرار دارد، داشتیم. یک مورد بود که فکر می‌کردیم امیدوارکننده‌تر به نظر می‌رسد، بنابراین ما نشانگرهای DNA زیادی طراحی کردیم تا بفهمیم چه توالی در آن ژن متفاوت است.
در نهایت ما یک ارتباط بسیار قوی بین تغییر در سطوح آلکالوئید و تغییر یک توالی در ژن مورد نظر خود پیدا کردیم.آزمایش نهایی این بود که مشخص شود آیا تغییر در این ژن می تواند شیرینی را در انواع دیگر لوپین نیز ایجاد کند. در برخی گیاهان دیگر می‌توانیم از ابزارهای اصلاح ژنتیکی برای انجام این کار استفاده کنیم، اما به دلایل مختلف این کار در لوپین‌ها دشوار است.
در عوض، ما به شرکتی به نام Traitomic رفتیم که تعداد زیادی از دانه‌های لوپین با برگ‌های باریک را غربال کرد تا زمانی که آنها را پیدا کردند که به طور طبیعی دقیقاً همان جهش مورد نظر ما را داشت. و زمانی که آن گیاه را آزمایش کردیم، آلکالوئیدهای کمی داشت – که تأیید می‌کند واقعاً «ژن شیرینی» را پیدا کرده‌ایم.
در عمل، پرورش لوپین سفید شیرین می تواند کمی مشکل باشد. چندین سویه مختلف وجود دارند که دارای ژن های کم آلکالوئید متفاوت هستند و اگر این سویه ها گرده افشانی متقابل داشته باشند، نتیجه می تواند بار دیگر گیاهان تلخ لوپین باشد.
این تحقیق نشانگر ژنتیکی قابل اعتمادی را به پرورش دهندگان گیاهان می دهد تا بدانند با چه گونه هایی سروکار دارند. این بدان معنی است که رشد مداوم لوپین سفید شیرین بسیار ساده تر خواهد بود.
در حال حاضر بیشترین چیزی که در استرالیا رشد می‌کند، لوپین با برگ‌های باریک است، تا حدی به این دلیل که صنعت شیرین نگه‌داشتن لوپین سفید را با مشکل مواجه کرد (و تا حدی به این دلیل که لوپین سفید توسط یک بیماری قارچی به نام لوپین آنتراکنوز مبتلا شده بود). بنابراین شاید در آینده شاهد بازگشت لوپین سفید باشیم.
چشم انداز ما بیشتر کشت لوپین های پر پروتئین و مقاوم برای مصرف انسان است.
