(All’interno della scienza) Lemons I limoni sono noti per il loro sapore aspro. Ora gli scienziati hanno scoperto i geni misteriosi dietro questa acidità, nuove scoperte che potrebbero aiutare gli agricoltori allevare arance più dolci, limoni, lime, pompelmi e altri agrumi.
Il più antico riferimento noto agli agrumi risale all’incirca al 2200 a.C., quando tributi di mandarini e pomeli avvolti in sete ornamentali furono presentati alla corte imperiale di Yu il Grande in Cina. Più agrumi sono ora coltivati rispetto a qualsiasi altro tipo di frutta in tutto il mondo; ad esempio, nel 2014, le persone negli Stati Uniti hanno consumato circa 35,6 chilogrammi di agrumi a persona, secondo l’Agricultural Marketing Resource Center.
Gli agrumi sono noti per la loro acidità. Il sapore aspro di un frutto dipende dai compartimenti all’interno delle cellule vegetali noti come vacuoli, che sono acidi perché gli ioni idrogeno caricati positivamente (essenzialmente, protoni) vengono pompati in essi. Nella maggior parte delle specie vegetali, questi vacuoli sono solo leggermente acidi rispetto al resto delle interiora della cellula. Fu a lungo un mistero come i vacuoli di agrumi diventassero estremamente acidi.
La nuova scoperta degli agrumi è iniziata con lontani parenti di piante di agrumi, le petunie. Il team di marito e moglie Ronald Koes e Francesca Quattrocchio, genetisti molecolari dell’Università di Amsterdam, e i loro colleghi hanno scoperto che versioni mutanti di geni noti come PH1 e PH5 potrebbero alterare il colore dei fiori iperacidificando i loro petali. “I petali con vacuoli più acidi sono rossastri; i petali con vacuoli meno acidi sono bluastri”, ha detto Quattrocchio.
Questi geni hanno prodotto molecole note come P-ATPasi sulle membrane dei vacuoli, aumentando il numero di protoni che vengono pompati nei compartimenti. Le versioni di questi geni si trovano non solo ampiamente nelle piante da fiore, comprese le specie senza petali colorati, ma anche nelle piante senza fiori, come le conifere.
La natura diffusa di questi geni di acidità ha suggerito che potrebbero svolgere ruoli al di là del colore dei fiori. Ciò ha spinto gli scienziati a esplorare se potrebbero essere responsabili del gusto acido degli agrumi. “Abbiamo esaminato la pianta più acida a cui potevamo pensare, i limoni”, ha detto Koes.
I ricercatori hanno studiato CitPH1 e CitPH5, le versioni di agrumi di questi geni della petunia. Hanno scoperto che questi geni erano altamente attivi nei limoni acidi, nelle arance, nei pomeli e nei limette rangpur, ma molto meno attivi nelle varietà di agrumi “acide” dal sapore dolce, come le arance di Lima e le limette Millsweet, a causa di una varietà di mutazioni che ostacolano. “La gente vedrà questo lavoro come una soluzione a un puzzle che era là fuori per un periodo piuttosto lungo”, ha detto Quattrocchio.
I precedenti tentativi di isolare queste proteine dietro l’acidità degli agrumi probabilmente hanno affrontato problemi perché queste molecole sono incorporate all’interno delle membrane e quindi difficili da purificare e analizzare, ha detto Koes. Inoltre, la pompa completa è fatta di dozzine di proteine e tende a cadere a pezzi durante la purificazione, ha aggiunto. Inoltre, l’acido all’interno dei vacuoli di agrumi avrebbe distrutto molti tentativi di esaminare le loro membrane, ha detto il fisiologo vegetale Lincoln Taiz dell’Università della California, Santa Cruz.
“Questa è una scoperta eccitante explains spiega perché il frutto del limone è in grado di iperacidificare il vacuolo”, ha detto Taiz, che non ha preso parte a questa ricerca.
Questi risultati potrebbero aiutare ad accelerare l’allevamento di nuove varietà di frutta, ha detto Koes. Analizzando il DNA dei giovani alberelli, gli allevatori possono un giorno prevedere la dolcezza o l’acidità del loro frutto “molti anni prima che gli alberi diano frutti che si potrebbero esaminare per acidità o sapore nel modo convenzionale”, ha spiegato Koes.
Tale allevamento migliorato non è potenzialmente limitato agli agrumi. “Ad esempio, l’acidità delle uve da vino potrebbe essere variata per creare diversi sapori di vino”, ha detto Taiz. “Un’altra applicazione potrebbe essere quella di variare i colori dei fiori.”
Inoltre, ci sono suggerimenti che questi geni sono collegati a parti chiave dello sviluppo delle piante. “Li vediamo attivi nelle cellule staminali e non abbiamo ancora idea del perché”, ha detto l’autore principale dello studio Pamela Strazzer, genetista molecolare presso l’Università di Amsterdam.
Gli scienziati hanno dettagliato i loro risultati online Feb. 26 sulla rivista Nature Communications.
