A kertészek mutatós, magasra nyúló virágaik miatt kedvelik a csillagfürtöt. Egyes gazdák pedig a magjaikért is hasznosítják ezeket a növényeket, amelyek gazdag fehérjeforrásként szolgálnak az állatok takarmányaként és az olyan különleges élelmiszerek számára, mint a szójamentes zöldségburgerek. Ráadásul jól tűrik a szárazságot és a barátságtalan talajokat is. Ugyanakkor sok csillagfürtfajtának annyira keserű íze van, hogy emiatt kevesen termesztik őket, kihasználatlanul hagyva a bőséges proteinforrást.

Egy új módszerrel azonban a kutatók módot találtak arra, hogy megédesítsék a vad csillagfürtöket. A Science Advances oldalain megjelent tanulmányukban a szakértők részletesen ismertetik, hogy a növénynemesítők hogyan hozhatnák létre az ehető csillagfürtök szélesebb választékát, és hogyan lehetne ez a nemzetség olcsóbb, környezetbarátabb alternatívája más magas fehérjetartalmú növényeknek, például a szójababnak.

A felfedezés fontos mérföldkő lehet az új csillagfürtfajták kifejlesztésében, mondta Frederick Stoddard, a Helsinki Egyetem növénytermesztési kutatója, aki nem vett részt a kutatásban. Elmondása szerint a nemesítés célja végső soron a „szép, ízletes növények létrehozása, amelyekből szép, ízletes élelmiszereket állíthatunk elő”.

A csillagfürt nem új élelmiszernövény, az emberiség már több ezer éve fogyasztja a magjait, amelyből keserűséget adó alkaloid vegyületek egy hétig tartó áztatással eltávolíthatók. A nagyüzemi csillagfürttermesztés ötlete azonban viszonylag új keletű. A nemesítők csak az 1930-as években fedezték fel azokat a mutáns változatokat, amelyekben kevés vagy egyáltalán nincs alkaloid, így nem volt szükség a nehézkes előkészítésre a feldolgozáshoz. A kutatók folyamatosan tovább nemesítik ezeket az édes fajtákat, de olyan vad, keserű fajtákat is szeretnének háziasítani, amelyek értékes tulajdonságokkal bírnak, például magasabb fehérjetartalommal rendelkeznek vagy jobban ellenállnak a betegségekkel szemben.

Az alkaloidtermelés biokémiája azonban olyan rejtély a növények kapcsán, ami komolyan hátráltatja a nemesítők munkáját. A kutatók azt gyanítják, hogy akár kilenc enzim is részt vehet az alkaloidok szintézisében, amelyek segítenek a növényeknek az állatok elleni védekezésben. Eddig ezen enzimek közül csak kettőt azonosítottak.

Fernando Geu-Flores és Davide Mancinotti, a Koppenhágai Egyetem növénykémikusai azonban nemrégiben felfedeztek egy harmadik enzimet is, amely szintén segít az alkaloidok előállításában. A fehér csillagfürtöt (Lupinus albus) vizsgálták, egy olyan fajt, amelynek édes és keserű változata is létezik, arra gyanakodtak, hogy az enzim génjének egy mutációja elősegítheti az édességet azáltal, hogy megakadályozza a növényt a keserű vegyületek előállításában. Hogy ezt kiderítsék, több száz fehér csillagfürtöt vizsgáltak meg, és a gyanús mutációval rendelkező növények mindegyike édes volt.

Egy másik teszt során Geu-Flores és Mancinotti hasonló mutációt hoztak létre egy másik, a gazdák körében népszerű termesztett faj, a keskenylevelű csillagfürt (L. angustifolius) egy keserű fajtájában. A kísérlet keretében szerződtek egy céggel, hogy génmódosító vegyszert csepegtessenek körülbelül százezer magra. A hagyományos növénynemesítésben gyakran alkalmazzák ezt az eljárást, amelyet kémiai mutagenezisnek neveznek. (A vegyszer a növényi genom véletlenszerű részein okoz apró mutációkat, amelyek új tulajdonságokat eredményeznek. Ezek közül néhány előnyös lehet, és a nemesítők a végén kiválasztják a legjobban teljesítő növényeket).

A Traitomic nevű cég ezután egy nemrégiben kifejlesztett, FIND-IT nevű eszközzel átvizsgálta a mutánsokat, hogy gyorsan azonosítani tudja azokat a növényeket, amelyekben csak a kérdéses acetil-transzferáz enzim génjében történt változás. Amikor termeszteni kezdték ezeket a mutáns változatokat, a magok 99%-kal kevesebb alkaloidot tartalmaztak, így édességük megfelelt a kereskedelmi forgalomban kapható csillagfürtfajtákénak.

A kémiai mutagenezis és a FIND-IT kombinációja lehetővé teheti a növénynemesítők számára, hogy gyorsan „megédesítsék” a vadon élő, kedvező tulajdonságú csillagfürtöket. Az andoki csillagfürt (L. mutabilis) például még a szójánál is több fehérjét tartalmaz. És mivel az Európai Unió a kémiai mutagenezist kivonta a génmódosításra vonatkozó szabályozás alól, ez a megközelítés felgyorsíthatja az új növényfajták létrehozását.

Az EU kifejezetten támogatja a csillagfürt és más hüvelyesek nagyobb fokú használatát, mert a tagállamok több növényi fehérjét szeretnének termeszteni az északi éghajlatokon, amelyhez a csillagfürt jól alkalmazkodott, és kevesebb szójababot akarnak importálni az Amazonas erdőirtás alatt álló részeiről. „Úgy gondoljuk, hogy a csillagfürt fontos szerepet fog játszani ebben a jövőben, és ezek a felfedezések segíteni fognak ebben” – mondja Geu-Flores.