Les chercheurs ont cartographié la structure cristalline d’une protéine clé qui rend les métabolites responsables du goût amer dans brassicacées des légumes comme les moutardes, les brocolis et les choux.
Légumes dans le genre brassicacées partager un goût distinct et amer. Certains considèrent que le goût des plantes crucifères est leur principal atout. Mais même en Inde et en Chine, où ces "brassicacées" sont cultivées depuis plus de X ans, les scientifiques ont cherché à atténuer les composés chimiques responsables de leur saveur âcre. Il s'avère que les mêmes composés qui les rendent amers les rendent toxiques à certains niveaux.
La nouvelle étude est le premier aperçu de la façon dont la protéine a évolué et est parvenue à produire des sous-produits aussi divers dans ce groupe de plantes important en agriculture. Les résultats pourraient être utilisés avec les stratégies de sélection en cours pour manipuler les plantes cultivées à des fins nutritionnelles et gustatives.
Les Brassicas ripostent
«Toutes les brassicas, que ce soit de la moutarde indienne, Arabidopsisde brocoli ou de chou de Bruxelles: ils forment tous ces composés piquant, odorants de soufre, les glucosinolates », explique Joseph Jez, professeur de biologie à la Washington University à St. Louis. Les composés sont reconnus depuis longtemps comme un moyen de défense naturel contre les parasites.
«Les plantes ont besoin de se défendre», dit Jez. "Ils ne peuvent rien faire, mais ils peuvent faire des choses."
«Il existe différents profils de glucosinolates dans différentes plantes», dit-il. «La question a toujours été de savoir si vous pouviez modifier leurs schémas pour créer quelque chose de nouveau. Si des insectes mangent vos plantes, pourriez-vous modifier le profil et obtenir quelque chose qui pourrait prévenir les pertes de récolte? ”
Mais il existe un nombre impressionnant de glucosinolates: presque différents types de 130 sont reconnus au sein du genre. brassicacées. Chaque espèce végétale du genre constitue une «collection» de plusieurs types de glucosinolates - son propre mélange d’arômes - qui sont tous des métabolites secondaires d’une protéine particulière.
Les chercheurs connaissent le rôle central de cette protéine depuis des décennies. Mais avant cette étude, personne n’avait été en mesure de compléter la cristallographie aux rayons X nécessaire pour la cartographier en détail.
Des récoltes plus savoureuses?
Le nouveau travail, co-dirigé par Roshan Kumar, stagiaire postdoctoral au laboratoire Jez, utilise la génétique, la biochimie et la biologie structurale pour aider à démêler les bases moléculaires de l'évolution et de la diversification des glucosinolates.
«Les glucosinolates sont dérivés d'acides aminés», déclare Kumar. «L’élongation des gènes est l’une des étapes importantes qui fournit la majeure partie de la diversité des profils de glucosinolates dans l’ensemble des régions. les brassicas. Il décide quel type de glucosinolates (la plante) va se former. "
Les connaissances acquises dans la nouvelle étude constituent une étape importante pour rassembler une moutarde plus douce ou pour construire un brocoli sans acide.
Mais cela nous aidera-t-il à manger nos légumes verts?
Peut être. Les chercheurs s'intéressent principalement à la possibilité de modifier les glucosinolates dans les graines, et non dans les tiges ou les parties feuillues de brassicacées les plantes, dit Kumar.
La principale culture d'oléagineux Brassica juncea et les graines de colza apparentées sont utilisées pour fabriquer de l'huile de cuisson dans les régions tempérées et subtropicales du monde. Les phytogénéticiens ont cherché à ajuster les niveaux de glucosinolates dans ces cultures afin que les restes de tourteaux riches en protéines puissent être utilisés comme complément alimentaire pour les bovins et la volaille.
«Si vous réduisez les glucosinolates dans l’ensemble de la plante, elle devient sensible aux parasites et aux agents pathogènes», déclare Kumar. «C’est la raison pour laquelle il est nécessaire de concevoir intelligemment les glucosinolates.»
L'étude apparaît dans le journal La cellule végétale. Les autres chercheurs qui contribuent aux travaux proviennent de l'Institut national de recherche sur le génome des plantes à New Delhi (Inde) et de l'Institut Max Planck d'écologie chimique à Jena (Allemagne).
La source: Université de Washington à St. Louis
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