El endospermo púrpura del arroz resultante, tiene potencial para disminuir el riesgo de ciertos tipos de cáncer, enfermedades cardiovasculares, diabetes y otros trastornos crónicos. El trabajo ha sido publicado el 27 de junio en la revista Molecular Plant.
Los investigadores en China han desarrollado un enfoque de ingeniería genética capaz de administrar muchos genes a la vez y de utilizarlo para producir tejido de endosperma en la semilla de arroz, que proporciona nutrientes al embrión de la planta en desarrollo, produciendo altos niveles de pigmentos antioxidantes llamados antocianinas.
"Hemos desarrollado un sistema altamente eficiente, un transgén fácil de usar en apilamiento, denominado transgén de apilamiento II que permite el montaje de un gran número de genes en vectores individuales para la transformación de plantas", dice el autor principal del estudio Yao Guang-Liu, de la Universidad de Agricultura del Sur de China. "Prevemos que este sistema de vector tendrá muchas aplicaciones potenciales en esta era de la biología sintética y la ingeniería metabólica."
Hasta la fecha, los enfoques de ingeniería genética se han utilizado para desarrollar el arroz enriquecido en beta-caroteno y ácido fólico, pero no antocianinas. Aunque estos compuestos que promueven la salud son naturalmente abundantes en algunas variedades de arroz negro y rojo, que están ausentes en los granos de arroz pulido, porque la cáscara, el salvado y el germen se han eliminado, dejando sólo el endospermo.
Los intentos anteriores de ingeniero de producción de antocianinas en el arroz han fracasado porque la ruta de biosíntesis es muy compleja y ha sido difícil transferir eficientemente muchos genes en plantas.
Para hacer frente a este reto, Liu y sus colegas, primero identificaron los genes necesarios para diseñar la producción de antocianinas en el endospermo del arroz. Para ello, se analizaron las secuencias de genes de la ruta de la antocianina en diferentes variedades de arroz e identificaron los genes defectuosos en las subespecies japonica e indica, que no producen antocianinas.
Basándose en este análisis, desarrollaron una estrategia de transgén de apilamiento para expresar ocho genes de la ruta de la antocianina específicamente en el endospermo de las variedades de arroz japonica e indica. El endospermo del arroz púrpura resultante tenía niveles elevados de antocianina y la actividad antioxidante en el endospermo. "Esta es la primera demostración de la ingeniería de una vía metabólica tan compleja en plantas", dice Liu.
En el futuro, este sistema de apilamiento del vector transgén, podría ser utilizado para desarrollar biorreactores de plantas para la producción de muchos otros nutrientes importantes e ingredientes medicinales. Por su parte, los investigadores planean evaluar la seguridad del arroz con endospermo púrpura como alimento fortificado, y también tratarán de diseñar la biosíntesis de antocianinas en otros cultivos para producir más cereales con endospermo púrpura.
"Nuestra investigación proporciona un sistema de vector de alta eficiencia para el apilamiento de múltiples genes de la biología sintética y hace que sea potencialmente factible para la ingeniería de vías de biosíntesis de complejos en el endospermo del arroz y de otras plantas de cultivo como el maíz, el trigo y cebada," dice Liu.
Este trabajo fue apoyado por becas de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, el Ministerio de Agricultura de China, y la provincia de Guangdong de Interés Público de Investigación y del Fondo para la Capacidad de Construcción Especial 636.
Publicación científica: Molecular Plant, Zhu et al.: "Development of ''Purple Endosperm Rice'' by Engineering Anthocyanin Biosynthesis in the Endosperm with a High-Efficiency Transgene Stacking System" http://www.cell.com/molecular-plant/abstract/S1674-2052(17)30140-5
Traducción Cecilia González Paredes
Publicado: 29 de junio de 2017
Fuente: Science Magazine
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