La soja vegetal es un término general para la soja cosechada como verdura cuando las semillas están llenas hasta el 80-90% del ancho de la vaina y las vainas y las semillas son de color verde brillante. La soja vegetal se ha convertido en un producto popular en Asia debido a su delicado sabor, aroma y alto valor nutricional. Para desarrollar un mercado global, es necesario mejorar la textura de las semillas de soja vegetal eliminando la dureza. Los científicos chinos pudieron identificar el gen clave para manipular este rasgo.
La textura de la semilla es un factor importante en la evaluación sensorial de la soja vegetal, que puede influir en la masticabilidad y palatabilidad de la soja vegetal. Los consumidores de diferentes regiones del mundo tienen diferentes preferencias de textura por la soja vegetal. China prefiere semillas con una textura suave, África prefiere semillas que sean moderadamente duras pero que no requieran mucha masticación, a Japón le gustan las semillas con una textura crujiente y Estados Unidos parece preferir la soja vegetal con una textura y sabor mantecosos. En general, la textura excesivamente dura y la dificultad para masticar a menudo reducen la aceptación de la soja vegetal por parte de los consumidores y obstaculizan el desarrollo de este mercado.
En comparación con otros cultivos como el trigo y el arroz, la investigación sobre la dureza de las semillas de soja está en sus primeras etapas, especialmente en el caso de la soja vegetal. Actualmente, la investigación sobre la dureza de las semillas de soja vegetal se ha centrado únicamente en la evaluación sensorial relativamente macroscópica y en los factores que influyen. El esclarecimiento del mecanismo regulador de la dureza de las semillas de soja vegetal requiere una investigación en profundidad.
El desarrollo y maduración de la soja se puede dividir en etapas de crecimiento vegetativo (V) y etapas de crecimiento reproductivo (R). Las etapas de crecimiento reproductivo constan de ocho divisiones, que se denominan numéricamente R1 (comienzo de la floración), R2 (plena floración), R3 (comienzo de la vaina), R4 (vaina llena), R5 (comienzo de la semilla), R6 (semilla llena). ), R7 (inicio de vencimiento) y R8 (vencimiento total). La soja vegetal se cosecha cuando aún está inmadura, entre las etapas reproductivas R6 y R7.
En un estudio realizado por un equipo de científicos chinos (Laboratorio Clave de Biología y Genética del Mejoramiento de la Soja, Ministerio de Agricultura / Laboratorio de Mejoramiento Biológico de Zhongshan (ZSBBL) / Plataforma Nacional de Innovación para el Mejoramiento de la Soja y la Integración Industria-Educación / Laboratorio Estatal Clave de Genética de Cultivos y Mejora y utilización de germoplasma / Facultad de Agricultura, Universidad Agrícola de Nanjing) se identificó un gen candidato para programas de mejoramiento destinados a mejorar las cualidades de consumo de la soja vegetal.
En este estudio, se midió la dureza de las semillas de 216 cultivares y variedades locales de 26 provincias de China en la etapa R6 durante tres años. En 2014, 2015 y 2016, se plantaron 216 muestras de soja en condiciones naturales en la Granja de Investigación Agrícola de Jiangpu, Nanjing, China. El cultivo se realizó en un diseño de bloques completos al azar con tres repeticiones. Se recolectaron diez vainas en la etapa R6 para probar la dureza de las semillas.
Se seleccionaron dos cultivares de soja locales con diferencias consistentes en la dureza de las semillas en diferentes ambientes para un análisis más detallado: Niumaohuang (NMH, Sistema de Información de Germoplasma de Cultivos de China, número de registro ZDD00610) y el cultivar de alta dureza de semillas Pixiansilicao (PXS, Sistema de Información de Germoplasma de Cultivos de China). , número de registro ZDD03741). Estas dos variedades fueron plantadas en 2018.
La diferencia en dureza entre NMH y PXS fue significativa en la etapa S3, que representó la etapa tardía R5 (inicio de la semilla), y alcanzó su punto máximo en la etapa S4 (esto corresponde a la etapa R6 (semilla completa) de las etapas fisiológicas reproductivas de la soja. que es también el período de cosecha Soja vegetal Como propiedad física de la semilla, la dureza depende en gran medida de la composición química de la semilla. Los azúcares solubles como la sacarosa, la glucosa y la fructosa contribuyen al dulzor de la soja vegetal.
Los científicos realizaron análisis de RNA-Seq en semillas de estas dos variedades de soja con fenotipos de dureza de semilla estables pero diferentes. Utilizando comparaciones por pares y análisis de redes de coexpresión genética ponderada (WGCNA), se identificó el mecanismo molecular subyacente de la variación de la dureza de las semillas a nivel transcripcional.
Se descubrió que el gen GmSWEET2 es un regulador fundamental de la dureza de las semillas. Para confirmarlo, los científicos generaron líneas de sobreexpresión y mutantes knockout de un gen candidato para regular la dureza de las semillas, GmSWEET2, en soja. La manipulación del genoma hizo posible cambiar la proporción de varios componentes de la sustancia de la semilla y reducir la dureza de la semilla en la etapa R6, como se esperaba.
Los investigadores enfatizan que el descubrimiento del papel del gen GmSWEET2 en la dureza de las semillas proporciona información valiosa para los mejoradores de soja. Al manipular este gen, es posible crear variedades de soja con texturas de semillas individuales que se adapten a las diferentes preferencias de los consumidores, lo que aumenta el atractivo del mercado.
Por lo tanto, este estudio allana el camino para programas de mejoramiento destinados a mejorar la calidad y la aceptación por parte del consumidor de la soja vegetal. La identificación de GmSWEET2 y otros genes clave ofrece nuevos objetivos para la modificación genética, lo que permite el desarrollo de variedades de soja con dureza de semilla optimizada, atendiendo así a diversos mercados globales.
Basado en un artículo de un grupo de autores (Cong Kong Wang, Jianyu Lin, Yuanpeng Bu, Ruidong Sun, Yang Lu, JunYi Gai, Han Xing, Na Guo, Jinming Zhao), publicado en la revista Horticultural Research.
Foto: Investigación hortícola (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae084.
