Saponiner i ärta : biosyntes av soyasaponiner och dess genetiska mekanismer i ärtväxter

Abstract: Efterfrågan på proteinrika vegetabiliska livsmedel ökar och intresse finns från både konsument, politiker och industri att använda svenskodlade råvaror i större utsträckning. Ärta (Pisum sativum L.) har en lång odlingstradition i Sverige och ett högt proteininnehåll, men innehållet av soyasaponiner begränsar användningen då de ger en bitter smak till livsmedel. Denna litteraturstudie är en del i forsknings- och växtförädlingsprojektet ”Ärtan – Garantin för framtidens gröna protein” inom SLU Grogrund, med syftet att på sikt ta fram nya ärtsorter för att möta efterfrågan på marknaden. Genom att studera befintlig litteratur besvaras frågan om vad som är känt om mekanismer bakom soyasaponininnehållet och -variationen i ärta. Studien redogör även för vad som finns dokumenterat angående soyasaponinsyntes i besläktade och närmre studerade arter. Genom att tillämpa jämförande genomik på tillgängliga sekvensdata för ärta och närbesläktade arter undersöks förekomsten av homologa sekvenser. Soyasaponiner är saponiner av oleanan-typ och förekommer i flera arter inom familjen ärtväxter. Ett tidigt steg i soyasaponinsyntesen är cykliseringen av 2,3-oxidosqualene till β-amyrin, för vilket ett multifunktionellt- och ett specifikt enzym tidigare identifierats i ärta. Även genen för det specifika β-amyrin-syntaset har lokaliserats och uttrycksmönstret för denna samt för ackumuleringen av soyasaponiner har redogjorts för. Övriga steg i syntesen är hydroxylering av β-amyrin till aglykonen soyasapogenol B följt av inbindning av socker och andra molekyler till aglykonen, vilka i andra växter påvisats involvera enzym inom grupperna cytokrom P450-beroende monooxygenaser respektive glykosyltransferaser. Information om dessa grupper av enzym och andra relaterade gener, samt vad som är känt angående dess funktion sammanfattas för att underlätta förståelsen för hur motsvarande, hittills outforskade, mekanismer i ärta skulle kunna se ut. Jämförande genomik är ett verktyg för identifiering av homologa gener och i studien identifieras flera protein och sekvenser i ärtgenomet som potentiellt kan kopplas till syntesen av soyasaponiner. Metoder för vidare homologianalys och validering av funktionen hos potentiella gener i ärta diskuteras. Variation i soyasaponininnehåll har konstaterats som primärt genotypberoende vilket gör det relevant, men är även en förutsättning för, att vidare undersöka ärtas genom och genetik i syfte att förbättra proteinråvarans smakkvalitet. I syfte att uppnå de nationella- och globala hållbarhetsmålen med en effektiviserad livsmedelsproduktion och en ökad andel vegetabiliska livsmedel kan baljväxter vara en del av lösningen, och växtförädling spela en avgörande roll.