Gluten Index for Wheat Products Main Variables in Affecting the Value and Nonlinear Regression Model
Genome of the ancestor of durum wheat
Press release
“Svelato il genoma dell’antenato del frumento duro 07/07/2017
Un team internazionale di ricercatori ha ricostruito per la prima volta la sequenza del genoma del farro selvatico (Triticum turgidum ssp. dicoccoides). Il lavoro pubblicato sulla prestigiosa rivista Science, è stato guidato dall’Università di Tel Aviv ed ha coinvolto diverse decine di ricercatori provenienti da istituzioni di tutto il mondo. L’Italia ha contribuito a questo risultato attraverso la partecipazione di Crea (Centro di ricerca genomica e bioinformatica di Fiorenzuola d’Arda), del Cnr (Istituto di biologia e biotecnologia agraria e Progetto InterOmics) e dell’Università di Bologna (Dipartimento di scienze agrarie).
Il farro selvatico è il progenitore da cui sono stati selezionati quasi tutti i frumenti coltivati, tra cui il grano duro ed il grano tenero utilizzati per produrre, rispettivamente, pasta e pane. Il farro selvatico non è coltivato a causa della bassissima produzione e dei caratteri selvatici che lo caratterizzano. Ad esempio, i semi maturi del farro selvatico cadono spontaneamente a terra rendendo difficile la loro raccolta da parte dell’uomo, mentre nel farro coltivato i semi rimangono sulla spiga. La decodifica del genoma del farro selvatico rappresenta un contributo fondamentale per lo studio dei caratteri genetici utili per il miglioramento dei frumenti coltivati (in relazione alla resistenza agli stress biotici ed abiotici, in particolare la siccità) e per la ricostruzione della storia evolutiva del frumento nella fase antecedente la nascita dell’agricoltura. La disponibilità del genoma del farro selvatico ed il confronto con il patrimonio genetico dei frumenti coltivati ha infatti consentito di identificare i geni responsabili dell’addomesticamento. In particolare sono stati caratterizzati due geni la cui mutazione spontanea impedisce la dispersione dei semi dalle spighe mature, una modifica che, rendendo possibile lo sviluppo dell’agricoltura nel neolitico, è stata determinante nell’indirizzare la storia dell’umanità.
Il genoma del farro selvatico è circa il triplo del genoma umano, caratteristica che rende la sua ‘lettura’ particolarmente difficile. Il Centro di ricerca genomica e bioinformatica ha partecipato con le proprie competenze bioinformatiche all’annotazione funzionale del genoma, ovvero all’identificazione della funzione dei geni, occupandosi in particolare di una porzione del genoma tanto misteriosa quanto affascinante poiché coinvolta nell’attività di regolazione genica in quanto sede di produzione dei cosiddetti RNA non codificanti. Ed è proprio questa parte del genoma ad essere la più interessante per la genomica del futuro permettendo di svelare i meccanismi di accensione e spegnimento coordinati degli oltre 65.000 geni presenti nel genoma del farro selvatico.
Cnr e Università di Bologna hanno contribuito allo studio dell’addomesticamento e della diversità genetica presente nelle popolazioni di farro selvatico e domestico, fonti importanti di variabilità ed una riserva fondamentale di varianti genetiche naturali tuttora scarsamente esplorata ed utilizzata per il miglioramento del frumento moderno. Da questo lavoro sono attese ricadute importanti sulle attività di miglioramento genetico per incrementare la sostenibilità, la resistenza alla siccità, la tolleranza alle patologie e gli aspetti nutrizionali e salutistici dei frumenti del futuro.
“L’approccio di sequenziamento ed analisi bioinformatica utilizzato per il farro selvatico è senza precedenti e ha aperto la strada al sequenziamento del frumento duro, la forma addomesticata del farro selvatico. Ora possiamo capire meglio come l’uomo ha trasformato questa pianta selvatica in un grano duro moderno ad alto rendimento”, ha detto il Luigi Cattivelli, direttore del Centro di ricerca Crea di genomica e bioinformatica e coordinatore del Consorzio internazionale di sequenziamento del frumento duro.
“La disponibilità della sequenza del farro selvatico è un vero e proprio filo di Arianna che ci consentirà di individuare più facilmente i geni per selezionare frumenti di qualità migliore ed a minor impatto ambientale. Conoscere questi geni è la premessa indispensabile per utilizzare le nuove metodiche di selezione come l’editing dei geni, la cui applicazione potrà assicurare la competitività della granicoltura nazionale”, ha detto Roberto Tuberosa, responsabile del Laboratorio di genomica dei cereali presso il Dipartimento di scienze agrarie dell’Università di Bologna.
Aldo Ceriotti, direttore dell’Istituto di biologia e biotecnologia agraria del Cnr, sottolinea come “Il confronto fra la sequenza del farro selvatico e quella del frumento duro ci permetterà di evidenziare come la selezione fatta dall’uomo abbia favorito l’accumulo di specifiche modificazioni nella sequenza del genoma di una delle principali specie coltivate nell’area del Mediterraneo, e costituirà una solida base per lo studio della variabilità genetica e lo sviluppo di nuove varietà di frumento duro”.”
La scheda: Chi: Cnr (Istituto di biologia e biotecnologia agraria e Progetto InterOmics); Università di Tel Aviv; Crea; Università di Bologna.
Che cosa: Studio sul genoma del farro selvatico, pubblicato su Science
Per informazioni: Aldo Ceriotti, direttore Ibba-Cnr, tel. 02/23699444, e-mail: ceriotti@ibba.cnr.it
Capo ufficio stampa:
Marco Ferrazzoli
marco.ferrazzoli@cnr.it
ufficiostampa@cnr.it
Digestibility of gluten proteins is reduced by baking and enhanced by starch digestion
Protein Digestibility of Cereal Products Iris Joye
Gluten: digestibility
Gluten which is a compound formed by gliadin and glutenin which is the basis of baked products (bread and other) is not, as such, assimilable by the intestine but must be reduced to the amino acids components or small series (peptides) of them. The reduction occurs by different enzymes such as trypsin in the stomach, pepsin in the small intestine and other enzymes [1]. In normal health the intestine expels the parts of gluten that are not digested because they are too large to be assimilated. The digestibility of gluten is not only, however, dependent on the “strength of the gluten”, that is on the strength of the different types of bonds that “connect” the proteins of gluten but also on the type of enzymes that hydrolyse “break” the gluten and from the environment in which these processes take place. For example, trypsin in the stomach is activated (ie works), only in an acid environment. Furthermore, all digestive enzymes have the possibility of working better if directly in contact with gluten: something that can only occur in laboratory experiments, since these enzymes will have to “work” on in the stomach and intestines a “complex” of foods and not on gluten [2]. Knowledge of the digestibility of gluten is therefore extremely complex being affected by multiple factors, not least the variability of the conditions of the environment where it occurs (stomach and intestine).
The method of preparation of the finished product should not be overlooked. Indeed the digestibility of gluten, and more specifically, of the finished product is greatly influenced by the preparation method and the ingredients used [3]. Among these a primary role is played by the type of flour and the use of sour dough and / or yeasts. Certainly the use of flours that have little and weak * gluten favor the digestive process but a fundamental role is played by the sourdough (better if associated with very limited quantities of brewer’s yeast). The sourdough with its lactobacilli carries out a strong action of hydrolysis (chopping) of the gluten proteins both directly and by activating the proteases of the flour. Many studies and researches have been devoted to this subject, one in particular:
Protein Digestibility of Cereal Products Iris Joye
Department of Food Science, University of Guelph, Guelph, ON N1G 2W1, Canada; ijoye@uoguelph.ca; Tel.: +1-519-824-4120 (ext. 52470). Published: 8 June 2019
“Abstract: Protein digestibility is currently a hot research topic and is of big interest to the food industry. Different scoring methods have been developed to describe protein quality. Cereal protein scores are typically low due to a suboptimal amino acid profile and low protein digestibility. Protein digestibility is a result of both external and internal factors. Examples of external factors are physical inaccessibility due to entrapment in e.g., intact cell structures and the presence of antinutritional factors. The main internal factors are the amino acid sequence of the proteins and protein folding and crosslinking. Processing of food is generally designed to increase the overall digestibility through affecting these external and internal factors. However, with proteins, processing may eventually also lead to a decrease in digestibility. In this review, protein digestion and digestibility are discussed with emphasis on the proteins of (pseudo)cereals.”