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Le haricot commun, aussi appelé « haricot sec comestible » par les chercheurs, est vanté pour sa teneur en protéines alimentaires et en fibres. Ce qui est moins connu, en revanche, est la qualité nutritionnelle de ses protéines, définie comme l'équilibre des acides aminés essentiels, qui n'est pas parfaite chez le haricot. Ses faibles concentrations en méthionine et en cystéine, deux acides aminés soufrés qui jouent un rôle déterminant dans la production de protéines chez l'humain, abaissent son profil nutritionnel. Cela était vrai avant que les chercheurs d'Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC) ne comprennent comment ces acides aminés sont synthétisés au niveau moléculaire chez le haricot.
Avec le soutien des Manitoba Pulse and Soybean Growers, le chercheur d'AAC Frédéric Marsolais, Ph. D., et ses collègues Anfu Hou, Ph. D. et Robert Conner, Ph. D. (retraité) du Centre de recherche et de développement d'AAC à Morden, de concert avec d'autres collaborateurs, dont James House, Ph. D., de l'Université du Manitoba ainsi que Phillip Miklas, Ph. D., et Qijian Song, Ph. D., du Service de recherche du Département de l'Agriculture des États-Unis (USDA), ont étudié les qualités nutritionnelles des haricots au cours de la pandémie de COVID-19. Ils ont découvert qu'en modifiant la composition de protéines spécifiques dans la semence de haricot, ils pouvaient accroître les concentrations en méthionine et en cystéine – une nouvelle qui pouvait être une percée potentielle pour le bioenrichissement du haricot.
« La compréhension de la façon dont les protéines s'accumulent au niveau moléculaire élargit nos connaissances globales sur la synthèse des acides aminés, lesquels jouent un rôle déterminant dans la teneur en protéines et la qualité nutritionnelle des haricots. Cette recherche pourrait un jour déboucher sur des applications pratiques, comme des cultivars de haricots améliorés pour la production de protéines végétales ».
- - Frédéric Marsolais, Ph. D., chercheur, Génomique et Biotechnologie, Agriculture et Agroalimentaire Canada
Les auteurs de la récente étude publiée dans Legume Science, au moyen de techniques moléculaires à la fine pointe et de la cartographie de traits génétiques, ont établi deux lignées génétiques de référence pour les utiliser comme ressources dans les travaux de recherche en cours et qui pourraient également servir au développement de futures applications.
Par exemple, les découvertes pourraient servir à améliorer la synthèse des acides aminés précurseurs des protéines dans les haricots, afin de rendre ces derniers encore plus nutritifs. L'étude pourrait également conduire à l'amélioration des concentrations en méthionine et en cystéine dans d'autres légumineuses apparentées, comme les lentilles et les pois. L'apport d'améliorations à la qualité des protéines sera une avancée non seulement pour le secteur émergent des protéines végétales au Canada, mais aussi pour les consommateurs des pays en développement qui font une plus grande place aux haricots dans leur alimentation.
« Les haricots sont une source majeure de protéines dans certaines parties du monde, notamment en Afrique subsaharienne et en Amérique centrale », déclare Marsolais. « Dans une perspective de bioenrichissement et d'amélioration des qualités nutritionnelles, il y a un intérêt à appliquer ces connaissances pour améliorer la qualité protéique des haricots ».
Un jour, la recherche pourrait également offrir des avantages agronomiques aux agriculteurs. Les haricots secs sont une culture de champ importante au Canada. En 2020, ce secteur de production a généré des recettes monétaires agricoles de plus de 178 millions de dollars, selon Statistique Canada. Les futurs cultivars de haricots secs qui seront développés à partir des lignées génétiques sources pourront exprimer des traits adaptés aux défis climatiques canadiens.
« Nous voulions obtenir du matériel génétique qui possède des traits adaptés à la courte saison de croissance du Manitoba », déclare Marsolais. « Les deux lignées sur lesquelles nous avons travaillé ont été déposées aux Ressources phytogénétiques du Canada aux fins du développement de futurs cultivars ».
Afin d'exploiter les découvertes de cette étude, les prochaines étapes seront de mesurer la qualité protéique des haricots modifiés et de comprendre les traits génétiques qui ont été améliorés pour développer de futurs cultivars. Le sélectionneur de haricots Stephen Beebe, également directeur de recherche sur les haricots au Centre international d'agriculture tropicale en Colombie (CIAT pour Centro Internacional de Agricultura Tropical), souhaite poursuivre les travaux de l'équipe d'AAC. Le CIAT travaille à améliorer la productivité et la valeur nutritionnelle des haricots pour en faire bénéficier les pays en développement d'Afrique et d'Amérique latine, et cette recherche pourrait donc s'avérer d'une grande importance pour ces régions.
La croissance du secteur des protéines végétales au Canada justifie la poursuite des recherches sur les haricots et la culture du haricot. AAC est l'une des rares organisations au Canada qui finance de la recherche fondamentale pour mieux comprendre les qualités nutritionnelles des haricots. La science se développe!
Principales découvertes (avantages) :
- Il est possible d'améliorer la qualité des protéines des haricots sur le plan nutritionnel. Les chercheurs ont découvert que la composition de la méthionine et la cystéine, deux acides aminés précurseurs des protéines chez le haricot, peut être modifiée au niveau moléculaire dans la semence afin d'améliorer la concentration globale en protéines des haricots.
- L'amélioration de la qualité des protéines des haricots est essentielle pour la production de haricots et de protéines végétales bioenrichis destinés à la consommation humaine, notamment pour les pays en développement d'Afrique et d'Amérique latine.
- L'étude a débouché sur deux lignées génétiques de haricot qui contiennent de l'information génétique utile pour la recherche en cours et le développement de futurs cultivars qui offriront des avantages agronomiques, dont une résilience accrue aux effets du changement climatique au Canada.
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