删除小麦中的一组基因可能会减少小麦过敏,而不会影响面包制作,新的研究发现。
小麦是全球主要的卡路里、碳水化合物和蛋白质来源,其独特的面筋蛋白赋予面包和意大利面团质地和弹性。但它也可能引起自身免疫反应,如腹腔疾病,该病在全球的患病率正在上升。
加州大学戴维斯分校的研究人员删除了小麦中一组产生面筋蛋白的基因,这些蛋白会引发免疫反应,而不损害这一全球营养作物的面包制作质量。
这一发现本月发表在期刊《理论与应用遗传学》上,并不会产生一种对腹腔患者安全的小麦,但在腹腔疾病研究中代表了重要的进展,论文的首席作者、植物生物学博士生Maria Rottersman表示,她在小麦遗传学家Jorge Dubcovsky的实验室工作。
“我们消除的面筋蛋白是那些在腹腔患者中引发最强反应的,而它们的消除可以降低在没有腹腔疾病的人中引发该病的风险,”Dubcovsky说。
面筋由两类蛋白组成——面筋素和贮藏蛋白——全部删除它们将降低面包的质量。研究团队使用伽马辐射针对性地删除了可能导致腹腔患者严重反应的α-贮藏蛋白。
“小麦是一种主食作物,许多人依赖它获取卡路里,”Rottersman说。“当人们无法安全食用小麦时,这就成了一种障碍。α-贮藏蛋白在试图创造一种过敏原更少的小麦方面确实是移除的候选者。”
在市场上
团队从这些编辑品种中生产了种子,并在加州小麦委员会质量实验室测试了小麦和面团的质量。一旦这些育种种系的价值确定,它们就被存放在美国农业部农业研究服务局运营的种质资源信息网络(GRIN)中,以使其广泛可用。
“我们发现的令人兴奋的事情是,这种小麦生产的面粉质量在某些情况下实际上得到了改善,”Rottersman说。“种植者不仅可以种植它,还可以预期会有更高质量的产品,我认为这对人们广泛采用这种品种是一个巨大的激励。它们的种植方式与普通小麦相同。”
手工面包师、磨坊工人和农场到餐桌的运营商对这些新品种表示了兴趣。这些种子与其他作物一样种植,不需要特殊处理。这些品种是通过常规育种方式培育的,适合加利福尼亚,Rottersman表示。
“此前假设消除贮藏蛋白会对面包制作质量产生负面影响,”Dubcovsky说。“我们的研究表明,这并不总是如此,我们可以同时降低小麦过敏原性并改善质量。”
德国Burguener、Joshua Hegarty、Junli Zhang、Wenjun Zhang和Xiaoqin Zhang在植物科学系对研究做出了贡献,加州大学戴维斯分校蛋白质组核心设施、霍华德·休斯医学研究所、加州小麦委员会和美国农业部农业研究服务局的科学家也参与了研究。
研究经费来自腹腔疾病基金会、美国农业部国家食品与农业研究所、霍华德·休斯医学研究所和食品与农业研究基金会。