Un equipo de UNIGE, junto con ETH Zurich y NCHU en Taiwán, ha desarrollado una línea de arroz que ha mejorado el contenido de vitamina B1.
La vitamina B1 es un micronutriente esencial para el ser humano. Su deficiencia es la causa de numerosas enfermedades del sistema nervioso y cardiovascular. Investigadores de la Universidad de Ginebra (UNIGE), en colaboración con equipos de la ETH Zurich y la Universidad Nacional Chung Hsing (NCHU) de Taiwán, han logrado un avance significativo en la lucha contra la deficiencia de vitamina B1, frecuentemente asociada con una dieta basada en arroz.
Al centrarse específicamente en los tejidos nutritivos del grano de arroz, los científicos han logrado aumentar considerablemente su contenido de vitamina B1, sin comprometer el rendimiento agronómico. Estos resultados, publicados en Plant Biotechnology Journal , podrían ayudar a resolver un importante problema de salud pública en regiones donde el arroz es el alimento básico .
La mayoría de las vitaminas no pueden ser producidas por el cuerpo humano y deben ser aportadas por la dieta. Cuando la dieta es variada, generalmente se cubren los requerimientos vitamínicos. Pero en poblaciones donde cereales como el arroz son la principal o incluso la única fuente de alimento, las deficiencias son comunes. Esto es especialmente cierto en el caso de la vitamina B1 (tiamina), cuya deficiencia provoca numerosas enfermedades nerviosas y cardiovasculares, como el beriberi.
La vitamina B1 del arroz se pierde durante el procesamiento
El arroz es el cultivo básico de la mitad de la población mundial, particularmente en los países tropicales de Asia, América del Sur y África. Los granos de arroz son bajos en vitamina B1, y los pasos de procesamiento como el pulido (es decir, quitar el salvado rallando las capas periféricas) la reducen aún más, llevándose consigo el 90%. Por tanto, esta práctica agrava aún más las deficiencias crónicas.
El laboratorio de Teresa Fitzpatrick, profesora titular del Departamento de Ciencias Vegetales de la Facultad de Ciencias de UNIGE, se especializa en la biosíntesis y vías de degradación de vitaminas en plantas. Su grupo, en colaboración con un equipo de ETH Zurich y NCHU de Taiwán, se centró en mejorar el contenido de vitamina B1 en el endospermo del arroz, es decir, el tejido nutritivo que constituye la mayor parte de la semilla y, por tanto, de lo que se come.
“Los intentos anteriores de biofortificación realizados por otros equipos habían logrado aumentar el contenido de vitamina B1 de las hojas y el salvado (la capa exterior de los granos de arroz ), pero no el del grano de arroz listo para comer. En nuestro estudio, nos dirigimos específicamente a la aumento del contenido de vitamina B1 en el endospermo”, explica Teresa Fitzpatrick, primera autora del estudio.
Los científicos generaron líneas de arroz que expresan un gen que secuestra la vitamina B1 de forma controlada en los tejidos del endospermo. Después de cultivar en invernaderos, cosechar y pulir los granos de arroz, descubrieron que el contenido de vitamina B1 aumentaba en los granos de arroz de estas líneas.
Cultivos experimentales prometedores
Luego, las líneas se sembraron en un campo experimental en Taiwán y se cultivaron durante varios años. Desde el punto de vista agronómico, las características analizadas fueron las mismas tanto para las plantas de arroz modificadas como para las no modificadas. La altura de la planta, el número de tallos por planta, el peso del grano y la fertilidad fueron todos comparables.
Por otro lado, el nivel de vitamina B1 en los granos de arroz, luego de la etapa de pulido, se multiplica por 3 a 4 en las líneas modificadas. Por tanto, esta modificación permite la acumulación de vitamina B1 sin afectar al rendimiento.
“La mayoría de estudios de este tipo se llevan a cabo con cultivos cultivados en invernadero. El hecho de que hayamos podido cultivar nuestras líneas en condiciones reales de campo, que la expresión del gen modificado sea estable en el tiempo sin que ninguna de las características agronómicas se vea afectada, es muy prometedor”, afirma Wilhelm Gruissem, profesor emérito de ETH Zurich y catedrático distinguido y miembro Yushan de NCHU.
Un plato de 300 gramos de arroz de este cultivo aporta alrededor de un tercio de la ingesta diaria recomendada de vitamina B1 para un adulto. El próximo paso hacia el objetivo de plantas biofortificadas con vitamina B1 será aplicar este enfoque en variedades comerciales. Sin embargo, antes de que estas plantas puedan cultivarse, será necesario adoptar medidas reglamentarias relacionadas con la biofortificación mediante ingeniería genética .
Más información: Teresa B. Fitzpatrick et al, Mejora de la vitamina B1 en el endospermo del arroz mediante el secuestro de tiamina, Plant Biotechnology Journal (2024). DOI: 10.1111/pbi.14348
