Los científicos chinos han creado arroz con almidón altamente resistente al interrumpir la síntesis de amilopectina.
El almidón resistente (RS) es un tipo especial de almidón que tiene efectos beneficiosos sobre la obesidad, la diabetes tipo 2 y otras complicaciones crónicas. El desarrollo de variedades de arroz con alto contenido de RS se considera una forma valiosa de mejorar la salud pública. Sin embargo, la mayoría de las variedades de arroz contienen niveles de RS sólo por debajo del 2% en el arroz cocido, y la clonación de genes RS es fundamental para aumentar los niveles de RS en el arroz.
El almidón proporciona aproximadamente el 50% de la fuente de energía para los seres humanos. Los gránulos de almidón semicristalino son la forma principal de almidón, que se componen de dos polímeros principales de glucosa: amilosa y amilopectina.
La amilosa se sintetiza mediante la almidón sintasa unida a gránulos (GBSS), mientras que la amilopectina se sintetiza mediante tres clases de enzimas: almidón sintasas (SS), enzimas ramificadoras del almidón (SBE) y enzimas desramificantes (DBE).
Según sus fines nutricionales, el almidón se puede clasificar en almidón de digestión rápida, almidón de digestión lenta y almidón resistente (RS).
RS es un tipo especial de almidón que no se digiere en el intestino delgado y termina en el intestino grueso donde es fermentado por la microbiota. Así, el RS en los alimentos es beneficioso para el control de la diabetes tipo 2, el control del peso y la enfermedad inflamatoria intestinal. Dado que casi todas las variedades de arroz natural contienen menos del 2% de RS, lo que está muy por debajo del nivel recomendado, un equipo de investigadores chinos se propuso optimizar el arroz para este parámetro, informa Chen Na en un comunicado de la Academia de Ciencias de China.
El estudio, realizado por Wang Anqi y sus colegas del grupo del profesor Li Jiayang del Instituto de Genética y Biología del Desarrollo de la Academia de Ciencias de China, se publicó en la revista Plant Biotechnology Journal con el título «Permitiendo arroz con almidón altamente resistente mediante la edición sistemática del biosintético de amilopectina». gen inrs4.»
El equipo demostró que las mutaciones en ciertos genes de biosíntesis de amilopectina pueden aumentar aún más el contenido de RS en variedades de arroz mediante el mejoramiento.
“La pérdida de función de las almidón sintasas IIIa (SSIIIa) y SSIIIb, dos genes biosintéticos de amilopectina, puede aumentar los niveles de RS hasta en un 10%. Esclarecer el mecanismo de la biosíntesis de RS tiene importantes implicaciones teóricas y prácticas para mejorar el valor nutricional del arroz”, afirmó el profesor Li.
Estudios anteriores realizados por el equipo de Li y sus colegas mostraron que el mutante único ssIIIa y el mutante doble ssIIIassIIIb podrían aumentar el contenido de RS del 2% al 6% y al 10%, respectivamente.
En su nuevo estudio, los científicos utilizaron la edición del genoma para realizar un análisis genético sistemático de 14 genes biosintéticos de amilopectina en el fondo doble mutante ssIIIa ssIIIb. La mutación de ciertos genes de biosíntesis de amilopectina aumentó aún más el contenido de RS en el fondo ssIIIa ssIIIb.
El estudio demostró que los mutantes cuádruples sbeI sbeIIb ssIIIa ssIIIb y sbeI ssIVb ssIIIa ssIIIb podrían aumentar los niveles de RS en más de un 18%.
Sin embargo, la calidad nutricional del arroz cocido y el rendimiento del grano disminuyeron a medida que aumentó el contenido de RS, lo que indica una compensación entre estos rasgos. Mientras que en estos mutantes ssIIIa, ssIIIb mostró una relación RS y un rendimiento de grano equilibrados.
«Nuestra investigación ha arrojado luz sobre la biosíntesis de RS al identificar varios genes biosintéticos de amilopectina y desarrollar métodos prácticos para mejorar variedades de arroz con alto RS y rendimiento equilibrado», concluyó el profesor Li.
Fuente: Academia China de Ciencias. Autor: Chen Na.
