Utilizzando la nota tecnologia di editing genetico Crispr-Cas9, i ricercatori sono riusciti a creare un’indivia belga che non contiene quasi nessuna sostanza amara. Hanno silenziato solo quei geni che controllano la produzione della sostanza amara della pianta. Questo passaggio crea l'opportunità, per l’indivia belga, di essere apprezzata anche dai consumatori (più giovani) che la preferiscono meno amarognola.
Questo è interessante anche per la coltivazione delle radici di indivia belga. In questo caso, si preferiscono radici meno amare. Queste sono infatti utilizzate per produrre farine sane, ricche di fibre e senza glutine per l'industria alimentare.
La ricerca potrebbe anche offrire prospettive nella selezione di altri ortaggi, come i cavoletti di Bruxelles e l'indivia, anch’essi noti per essere amari.
Piante di cichorium nella serra sperimentale dell’istituto di ricerca ILVO. I coltivatori eliminano le teste d’indivia belga solitamente amare dalle radici delle piante.
Nuove potenzialità
In Belgio si coltiva sempre meno indivia belga. Eppure questa coltura avrebbe ancora del potenziale, soprattutto se si riuscisse a renderla meno amarognola. L'indivia belga, uno dei "fiori all’occhiello" del Belgio, è ancora tra le prime dieci verdure più consumate del paese. Ma un'offerta più variegata, in termini aromatici, soddisferebbe meglio una domanda mutevole. I giovani consumatori, in particolare, chiedono un ortaggio un po' meno amaro.
La radice di indivia belga, meno nota ai consumatori, viene trasformata in inulina, una fibra alimentare sana, solubile e prebiotica utilizzata nell'industria alimentare. Anche questo settore è interessato a materie prime meno amare. Le radici di indivia belga non amare potrebbero essere trasformate direttamente, dopo l'essiccazione e la macinazione, in una farina ricca di fibre, senza dover prima estrarre e purificare l'inulina.
Per i coltivatori d’indivia belga, è quindi importante che i selezionatori si concentrino su varietà meno amare. Charlotte De Bruyn è ricercatrice presso il VIB-UGent Center for Plant Systems Biology e il Flanders Research Institute for Agriculture, Fisheries and Food (ILVO).
Durante il suo dottorato, Charlotte ha cercato di individuare i geni responsabili del sapore amarognolo di queste piante e delle loro radici, assistita dalla dott.ssa Katrijn Van Laere dell'ILVO e dr. Alain Goossens di VIB. Goossens è un esperto nel campo delle sostanze che influenzano il sapore, mentre la Van Laere è specializzata nei metodi di breeding tradizionali e avanzati.
I geni che influenzano il sapore amaro sono quelli coinvolti nella biosintesi dei lattoni sesquiterpenici del guaianolide. Charlotte ha utilizzato la CRISP-Cas9 ed è riuscita a silenziare i geni. Ciò significa che quei geni sono ancora presenti nella pianta, ma le loro caratteristiche non sono più espresse. Di conseguenza, le piante di Cichorium non hanno quasi più prodotto sostanza amara.
Metodo straordinariamente veloce e preciso
Van Laere ha supervisionato lo studio, evidenziando il grande potenziale di questo metodo di miglioramento genetico. "La Crispr-Cas9 è una 'nuova' tecnica che possiamo utilizzare per il breeding. Sembra essere molto efficace nell'apportare al DNA delle piante solo le modifiche desiderate. Ciò consente di eseguire un’attività di breeding molto mirata e decisiva. In appena un anno, siamo stati in grado di silenziare la produzione dei geni della sostanza amara".
"Abbiamo creato delle piante che ora possono essere valutate per altri aspetti agricoli. Non è chiaro cosa sarebbe possibile fare ricorrendo soltanto al breeding tradizionale. Tuttavia, si possono eseguire rapidamente diversi cicli di incrocio e lavoro di selezione, selezionando piante in cui la produzione di sostanza amara è probabilmente ridotta, anche se non completamente eliminata", afferma Van Laere.
Con questa ricerca, Charlotte sta compiendo un passo avanti importante. "Abbiamo trovato diversi geni specifici. Quando vengono silenziati, l’indivia belga non produce più quasi nessuna sostanza amara. Inoltre, abbiamo ottimizzato un protocollo Crispr-Cas9 che disattiva il maggior numero possibile di questi geni contemporaneamente, che rimane una delle sfide maggiori attualmente. Naturalmente, c'è ancora spazio per ottimizzare la ricerca".
Quando apprezzeremo questi risultati nei nostri piatti?
Ci vorrà ancora del tempo prima che il grande pubblico possa acquistare un’indivia belga meno amara. In primo luogo, gli scienziati devono fare ulteriori ricerche per verificare se i geni identificati abbiano funzioni aggiuntive, e le linee di prodotti sviluppate devono essere ulteriormente ampliate. Inoltre, nel 2018, la Corte di giustizia europea ha deciso che le piante modificate con la tecnica Crispr-Cas9 rientrano nella stessa rigida legislazione degli organismi geneticamente modificati (OGM). Ciò rende praticamente quasi impossibile commercializzarli in Europa.
Tuttavia, la ricerca di Charlotte De Bruyn costituisce un importante progresso per la scienza e potrebbe essere utilizzata nel breeding di altre colture, come cavoletti di Bruxelles, indivia e rucola.
"Identificare e caratterizzare questi geni di biosintesi è un enorme passo avanti per capire come le piante creano le sostanze amare. Con questa conoscenza fondamentale, ora possiamo effettuare uno screening sulle grandi popolazioni vegetali esistenti, per individuare mutanti naturali con le stesse caratteristiche. Perché, a differenza delle piante modificate con la Crispr-Cas9, i cloni naturali non rientrano nella legislazione sugli OGM", afferma Van Laere.
ILVO vuole continuare a lavorare con le aziende sulle tecniche di breeding che utilizzano Crispr-Cas9. I selezionatori devono usarle per sviluppare nuove cultivar, tra le altre, di indivia belga. UGent/VIB è ovviamente un partner in questa ricerca. Questo dipartimento di biologia dei sistemi vegetali ha molta esperienza e interesse nella scoperta di geni nel metabolismo terpenico vegetale. Si occupa anche dell'ingegneria metabolica e dello sviluppo e dell'applicazione della tecnologia basata sulla Crispr-Cas9 .
"La ricerca di Charlotte offre spunti unici sui meccanismi utilizzati dalle piante per produrre sostanze amare. Questa fondamentale conoscenza crea numerose nuove opportunità per adattare colture amare, come l’indivia belga, alle esigenze degli utenti", conclude Goossens.
Fonte: ILVO