Nei Paesi sviluppati è avvenuto un graduale aumento di alcune malattie metaboliche e cardiovascolari; le Istituzioni pubbliche sono divenute così le prime promotrici dei functional food, o alimenti funzionali. La soia è una pianta annuale dicotiledone dell'ordine delle Leguminose ed è una delle colture più diffuse in tutto il mondo; i maggiori produttori mondiali sono gli Stati Uniti, seguiti da Cina, India, Sud America e Canada. I semi di soia contengono 122 Kcal per 100 gr e sono costituiti da proteine e lipidi, tra i quali gli acidi grassi saturi, mono e polinsaturi. La soia è molto utilizzata sia nell'alimentazione animale, sottoforma di farine di estrazione, soia trasformata, estrusa o fioccata, che in quella umana, in cui può essere consumata tal quale, adoperata nella produzione di olio, o nel settore dei sottoprodotti. Vista la sua importanza economica, negli ultimi anni la soia è stata oggetto di molte ricerche per migliorarne la produzione sia a livello qualitativo che quantitativo. Nella tesi vengono approfonditi due esempi di miglioramento qualitativo nella soia, in cui sono state utilizzate l'ingegneria genetica e la selezione assistita da marcatori (Marker-assisted selection, MAS) allo scopo di ottenere functional food. Lo scopo del primo caso era di diminuire la quantità di P34, proteina allergenica immunodominante presente nella soia. La strategia scelta è stata la MAS, una tecnica di selezione genetica applicata a piante e animali che permette di selezionare per migliorare i caratteri d'interesse attraverso l'impiego di marcatori genetici. La strategia della MAS si può applicare se si riesce a trovare un'associazione tra un carattere d'interesse ed uno o più marcatori molecolari, poiché permette di selezionare il carattere per la presenza del marcatore. Nel caso della soia, sono stati incrociati un genotipo presente in natura con un basso contenuto di P34, ma adatto solo alla crescita in ambienti esotici, ed un altro genotipo coltivabile in Europa ma con normale livello di P34, al fine di trovare un segregante P34-low e che potesse essere utilizzato con temperature non esotiche. Una volta identificati e selezionati tali genotipi, alcuni saggi immunologici hanno confermato che essi producevano effettivamente un basso livello di P34. Nel secondo caso di studio analizzato, lo scopo era quello di aumentare la quantità di acidi grassi omega-3 nel seme della soia tramite l'ingegneria genetica. Tale approccio permette di aggiungere o silenziare geni dal DNA di una specie, generando così piante che posseggono determinate caratteristiche utili ai fini commerciali, chiamate ¿piante transgeniche¿. L'acido grasso omega-3 è un acido grasso essenziale che può aiutare ad abbassare la quantità di trigliceridi e quindi il rischio di ictus, infarti e declini cognitivi. I precursori degli acidi omega-3 sono l'acido α-linolenico e l'acido linoleico che, tramite due diversi processi metabolici, costituiscono gli acidi eicosapentanoico e docosaesanoico. La soia ha un alto contenuto in acido linoleico, quindi per aumentare il contenuto di acido stearidonico (anch'esso omega-3) sono stati sovra-espressi due geni, codificanti desaturasi. Il primo è il gene che codifica la Δ6 desaturasi di Primula juliae, il secondo codifica la Δ15-desaturasi di Neurospora crassa. L'olio di soia derivante da semi transgenici risulta quindi con un minore contenuto di acido oleico e linoleico, e con una maggiore quantità di linolenico e stearidonico.
In developed countries there has been a gradual increase in certain metabolic and cardiovascular diseases; public institutions have become so the first promoters of functional foods. Soy is an annual dicotyledon plant, order legumes, and it's one of the main crops of the world; the main producers are the United States, followed by China, India, South America and Canada. The soybean seeds contain 122 kcal in 100 g, and are composed of proteins and lipids, including saturated, mono and polyunsaturated fatty acids. The soybean is widely used both in animal feed, in the form of extraction flours, processed or extruded soybean, and in humans, where it can be consumed as such, used in the production of oil or soybean by-products. Because of its economic importance, soybeans in recent years has been the subject of much research to improve production both qualitatively and quantitatively. In the thesis are covered two examples of soybeans qualitative improvement, which have been used as genetic engineering and marker assisted selection (MAS) to obtain functional foods. The purpose of the first case was to decrease the amount of P34, allergenic immunodominant protein found in soybeans. The choice was the MAS strategy, a genetic screening technique applied to plants and animals with which is possible to select to improve the characters of interest by genetic markers. The MAS strategy can be applied if you can find an association between the character of interest and one or more molecular markers, as it allows you to select the font for the presence of the marker. In the case of soybeans, a genotype present in nature with a low content of P34, but only suitable for the growth in exotic environments, and arable another genotype in Europe but with normal level of P34 have been crossed to find a segregate with low P34 and that could be used with non-exotic temperatures. Once that these genotypes were identified and selected, some immunological assays have confirmed that they really produced a lower level of P34. In the second case study analyzed, the aim was to increase the amount of omega-3 fatty acids in soybean seeds by genetic engineering. This approach allows you to add or silence genes from the DNA of a species, thus generating plants that possess certain useful features for commercial purposes, calls "transgenic plants". The omega-3 fatty acid is an essential fatty acid which can help to reduce the number of triglycerides and therefore the risk of stroke, heart attacks and cognitive decline. The precursors of the omega-3 acids are α-linolenic and linoleic acids which, through two different metabolic processes, constitute the eicosapentaenoic and docosahexaenoic acids. The soybean has a high content of linoleic acid, so two genes encoding desaturases have been overexpressed to increase the content of stearidonic acid (also omega-3). The first is the gene encoding the Δ6 desaturases from Primula Juliae, the second is the gene from Neurospora crassa encoding the Δ15-desaturase. The soybean oil is then derived from transgenic seeds with a lower content of oleic acid and linoleic acid, and with a greater amount of linolenic and stearidonic (until 20%).