La Camelina sativa se está tomando en serio. Un análisis comparativo de la expresión de genes implicados en la síntesis de ácidos grasos en diferentes variedades de camelina, realizado en un nuevo estudio, permitió seleccionar las mejores candidatas para la producción de aceites de camelina medicinales e industriales.
En un artículo de un equipo de investigadores de España (Instituto Madrileño de Investigación y Desarrollo en Agricultura, Alimentación y Medio Rural (IMIDRA), Universidad de Alcalá, Universidad Rey Juan Carlos), quienes, en colaboración con colegas de Camelina Company España SL, se dedican a la selección de camelina.
La Camelina sativa (L.) Crantz, también conocida como camelina, es un cultivo oleaginoso tradicional de la familia de las crucíferas. Es originaria de Europa y el suroeste de Asia, y se introdujo en América y Canadá como contaminante del lino. Su diversidad genética es originaria de Rusia y Ucrania.
En general, el cultivo de camelina se remonta a finales del Neolítico y principios de la Edad del Bronce, y su aceite se utilizaba para lámparas, cuidado corporal y alimentación en el Imperio Romano. Se empleó como combustible hasta la década de 1940, cuando fue sustituido por cultivos más productivos.
Actualmente, en Europa se cultivan más de 10.000 hectáreas al año, de las cuales una parte importante se cultiva de forma ecológica, ya que tolera la sequía y el estrés biótico y se adapta bien a suelos pobres.
La camelina es una planta herbácea anual, de invierno o primavera (dos biotipos), y de porte arbustivo. Al principio crece como una roseta de hojas, y luego desarrolla un tallo con numerosas hojas y ramas. La inflorescencia consiste en flores de color amarillo pálido con un diámetro aproximado de 5-7 mm. Una pequeña vaina en forma de pera, de 0,8 a 2 cm, con una punta de 2-3 mm de largo, contiene unas 15 semillas ovaladas amarillas que se tornan de color marrón oscuro al madurar.
C. sativa tiene un tamaño genómico estimado de ~782 Mb. Aunque actualmente es una especie diploide (2n=40), desciende de la hibridación de tres especies ancestrales de Camelina y deriva de subgenomas alotetraploides y diploides. La hibridación de subgenomas se produjo de forma rápida y reciente, similar a la hibridación en la canola, el algodón o el trigo durante la expansión agrícola hace 5-10 000 años, por lo que C. sativa conserva algunas características de su origen hexaploide, como la presencia de tres copias de la mayoría de los genes.
Tradicionalmente utilizado en la medicina popular para tratar heridas y quemaduras, el aceite de camelina ha atraído recientemente la atención debido a su composición, que lo hace adecuado para su uso en alimentos, piensos y biocombustibles.
Contiene ácidos grasos esenciales, como el linoleico, que se han relacionado con un menor riesgo de enfermedades coronarias y enfermedades inflamatorias. El aceite también incluye ácido oleico, ácido eicosenoico y ácidos grasos menores como el palmítico, el esteárico y el erúcico.
El nivel de ácido erúcico en el aceite es mucho más bajo que el de otras semillas oleaginosas como el aceite de colza (50%), con la excepción de las semillas de canola, que han sido seleccionadas genéticamente por su bajo contenido de ácido erúcico.
El aceite de camelina contiene un alto porcentaje de ácidos grasos insaturados (UFA) (83–89%) y antioxidantes importantes como α-tocoferol (0,26–0,39 mg/kg), γ-tocoferol (0,26–0,39 mg/kg) y vitamina E (202–234 mg/kg), que aumentan su resistencia a la degeneración oxidativa y aumentan su vida útil.
Además, su composición de fitoesteroles, incluido el β-sitosterol (9,72–48,11%), ofrece posibles beneficios antiinflamatorios y de prevención del cáncer.
Sin embargo, la composición de ácidos grasos del aceite de camelina aún presenta un margen de mejora significativo, ya que este cultivo no ha sido objeto de una selección exhaustiva debido a su abandono en el último siglo. Por ello, actualmente existen muy pocas variedades adecuadas, subrayan los autores del estudio.
La expresión génica relacionada con la síntesis de ácidos grasos se ha estudiado exhaustivamente en diversas especies vegetales, como la colza, el arroz, el olivo, el cacahuete, el lino y Arabidopsis thaliana , una especie modelo filogenéticamente próxima a Camelina sativa . Estos estudios abarcan desde análisis de la expresión génica individual hasta estudios globales mediante técnicas avanzadas como la secuenciación de ARN.
Sin embargo, sólo unos pocos estudios han examinado la expresión de estos genes como herramienta para identificar variedades con potencial de mejora genética.
La composición real de ácidos grasos de las semillas depende en gran medida de la expresión de genes que codifican enzimas modificadoras de ácidos grasos.
De particular interés para la investigación en camelina son las desaturasas (ADS1, ADS2, FAB2a, FAB2b, FAB2c, FAD2, FAD3, FAD6, FAD7, FAD8 y SLD) y las elongasas (FAB1 y FAE1). Estas enzimas introducen dobles enlaces y extienden las cadenas de ácidos grasos, generando ácidos grasos monoinsaturados (AGMI) a partir de ácidos grasos saturados (AGS) y ácidos grasos poliinsaturados (AGPI) a partir de AGMI.
La industria alimentaria requiere aceites ricos en ácidos grasos saturados (AGS), ácidos grasos monoinsaturados (AGM) y ácidos grasos poliinsaturados (AGP), como el ácido oleico, el ácido linoleico (LA, Ω-6) y el ácido alfa-linolénico (ALA, Ω-3). El aceite de camelina presenta una proporción muy beneficiosa de ácidos grasos Ω-3 a Ω-6 de 2:1, lo que lo convierte en una excelente opción para promover la salud cuando se consume crudo. Es apto para aplicaciones en alimentos y piensos, incluyendo fines nutracéuticos y farmacéuticos.
Los científicos analizaron la expresión de siete enzimas clave involucradas en la biosíntesis de ácidos grasos en nueve accesiones de C. sativa en tres etapas de desarrollo de vainas mediante ensayos de qRT-PCR de alto rendimiento diseñados para genes diana y controles de normalización. La información sobre los cultivares seleccionados está sujeta a protección de propiedad intelectual y no puede divulgarse en esta etapa; sin embargo, el estudio identifica cultivares que merecen especial atención.
Los resultados destacan la compleja regulación de los genes implicados en la síntesis de ácidos grasos, controlada tanto por el desarrollo de las vainas como por el bagazo. El aumento de la expresión de FAE1 y FAD3 en ciertos cultivares sugiere posibles aplicaciones en programas de mejoramiento genético destinados a mejorar la calidad del aceite. Además, la variabilidad intercultivar observada ofrece una valiosa oportunidad para desarrollar cultivares adaptados a condiciones ambientales específicas o con perfiles lipídicos mejorados, informan los autores del estudio.
El cultivar V18 mostró la mayor expresión de FAB2c, FAD2 y FAD3, asociados con la síntesis de PUFA, lo que lo hace adecuado para la producción de aceites comestibles saludables. De igual manera, se evaluó el cultivar V1, que muestra una expresión relativamente alta de FAB1 y FAB2c.
V14 y V7 mostraron una mayor expresión de FAB2a y FAD2, que están involucrados en la acumulación de SFA y MUFA, lo que puede hacerlos adecuados para la producción de material industrial.
Variedades como V18 y V14 podrían ser óptimas para biocombustibles e industrias técnicas debido a su potencial para sintetizar ácidos grasos saturados y de cadena larga. En cambio, V1 y V18 destacan en aplicaciones alimentarias por su alta expresión de genes asociados con ácidos grasos saludables.
V18 parece particularmente prometedor, ya que muestra la expresión de genes relacionados con la biosíntesis ácida, relevantes para aplicaciones alimentarias, de biocombustibles e industriales. Estos resultados, junto con los ensayos de qRT-PCR desarrollados, proporcionan herramientas valiosas para la selección de variedades de Camelina con perfiles genéticos optimizados, lo que resalta el potencial de aprovechar la diversidad transcripcional natural para el mejoramiento de cultivos.
Los resultados indican que la expresión génica en silicuas está determinada tanto por las etapas de desarrollo como por el trasfondo genético, con interacciones significativas observadas en la expresión de ADS2, FAD2, FAD3 y FAE1. Las etapas tardías del desarrollo de las silicuas generalmente corresponden a una expresión elevada de genes biosintéticos, en consonancia con el momento de acumulación de aceite en las semillas en desarrollo. Los picos de expresión prominentes observados en V18 para varios genes indican una expresión génica elevada en silicuas maduras; sin embargo, se necesitan más estudios para dilucidar el mecanismo regulador subyacente. Los precisos y eficientes ensayos de q-RT-PCR desarrollados aquí proporcionan valiosos recursos moleculares para futuros estudios. Dado el limitado historial de mejoramiento de Camelina, estos conocimientos moleculares son necesarios para acelerar el desarrollo de variedades que satisfagan los requisitos agronómicos e industriales, concluyeron los autores.
Basado en un artículo de un grupo de autores (Eliza Gómez, Gregorio Hueros, David Mostaza-Colado, Aníbal Capuano, Mercedes Uscola, Pedro V. Mauri), publicado en la revista Agriculture 2025, en el portal www.mdpi.com. La foto pertenece al grupo de autores mencionado.
