Arroz enriquecido con antocianinas mediante ingeniería genética

Una estrategia para mitigar las deficiencias de micronutrientes y fitonutrientes en la población, es la biofortificación de cultivos ya sea a través de mejoramiento genético convencional o mediante ingeniería genética. Con métodos convencionales se han generado cultivos biofortificados tales como frijol alto en hierro y arroz alto en zinc, mientras que, mediante ingeniería genética se han obtenido cultivos transgénicos como arroz enriquecido con beta-caroteno y tomate enriquecido con antocianinas. Las antocianinas son pigmentos hidrosolubles con alta actividad antioxidante, cuyo consumo está relacionado con efectos benéficos a la salud humana. En el caso de los cereales como el arroz, existen variedades que acumulan estos pigmentos en el pericarpio del grano, pero no en el endospermo, por lo que en el caso del arroz pulido estos nutrientes son removidos. Intentos previos para producir antocioninas en endospermo de arroz mediante ingeniería genética no han sido exitosos, logrando solo el incremento de compuestos intermediarios como los flavonoides. Esto es debido a la complejidad de la ruta biosintética de las antocianinas que requiere la inserción de múltiples genes. En el presente trabajo, Investigadores de China desarrollaron un sistema de apilamiento de transgenes denominado “Transgene Stacking II” que permite el ensamblaje de un gran número de genes en vectores únicos para la transformación genética de plantas. En primer lugar, analizaron las secuencias de los genes biosintéticos de antocianinas en diferentes variedades de arroz, identificando genes estructurales defectuosos en variedades que no producen antocianinas. También se analizaron datos transcriptómicos para identificar genes reguladores de la ruta de antocianias que estuvieran silenciados o con baja expresión en el endospermo de arroz. Con el sistema de apilamiento de transgenes, fue posible la inserción de un total de 8 genes (6 estructurales y 2 reguladores de la ruta de antocianinas) controlados por promotores específicos para endospermo, y provenientes de maíz y de la planta Solenostemon scutellarioides. Las plantas transgénicas lograron producir granos de arroz con endospermo púrpura, y la mayoría de los rasgos fenótipicos (altura de planta, número de tallos, tasa de formación de semillas) fueron similares a las variedades parentales, sin embargo, el peso del grano se redujo en cerca del 25%. Mediante análisis de HPLC se identificaron dos tipos de antocianinas, cianidina 3-O-glucósido y peonidin 3-O-glucósido, alcanzando una concentración total de antocianinas de hasta 1 mg/g de grano seco. Y como era de esperarse, la actividad antioxidante de los granos de arroz (pulidos y no pulidos) con antocianinas fue muy superior al de la variedad no modificada. -ACM http://www.cell.com/molecular-plant/abstract/S1674-2052(17)30140-5