Identifican un gen que mejora la calidad nutricional del trigo duro y contribuye a preservar el color amarillo del grano

Un equipo de investigación multidisciplinar compuesto por científicos del Instituto de Agricultura Sostenible (IAS-CSIC, Córdoba) y el Instituto de la Grasa (IG-CSIC, Sevilla) ha identificado un gen (XAT-7A1) que mejora la calidad nutricional del trigo duro y contribuye a preservar el color amarillo del grano, indicador de calidad. Su transferencia a las variedades comerciales de este cereal contribuiría a la obtención de cultivos más valiosos en la industria agroalimentaria.

Hasta ahora, se pensaba que el trigo duro no poseía el gen involucrado en la esterificación, proceso biológico vegetal que estabiliza los carotenoides, es decir, los pigmentos responsables del color amarillo del grano de trigo. No obstante, el equipo científico ha localizado cuatro variedades tradicionales de este cultivo conservadas en el Banco de Germoplasma del Centro de Recursos Fitogenéticos (INIA-CSIC) y portadoras de este gen, que puede emplearse en programas de pre-mejora genética para producir pastas con mejores cualidades nutricionales, más duraderas y pigmentadas.

Los investigadores Sergio G. Atienza (izquierda) y Dámaso Hornero-Méndez (derecha). De izquierda a derecha: María Dolores Requena-Ramírez, la investigadora Cristina Rodríguez-Suárez, María Fiñana Rivera y Juana Muñoz García.

La identificación de los marcadores moleculares de este gen -es decir, un rasgo que se puede observar para comprobar la presencia de un gen en un organismo, como el color de los ojos en el caso de humanos- supone una ventaja a la hora de realizar programas de selección genética, puesto que sin ellos se suele tardar unos 10 años, con más de 200 cruzamientos anuales, en conseguir ejemplares con las características deseadas. “Nuestra labor ofrece nuevas oportunidades para la mejora de la calidad del trigo y para acelerar estos procesos de mejora genética clásica”, explica a la Fundación Descubre el investigador del IAS-CSIC Sergio G. Atienza.

Identificar el gen

Además, la identificación de este gen supone un nuevo recurso que podría paliar problemas de blanqueamiento del grano debido al calor, como ocurre en México. En el caso de las variedades mejoradas, la coloración amarilla del cereal se degradaría menos durante su conservación y procesado. De este modo, al consumidor llegaría un producto de mejor calidad nutricional y una pigmentación más intensa y duradera.

La identificación de este gen supone un nuevo recurso que podría paliar problemas de blanqueamiento del grano debido al calor.

En el artículo ‘Towards carotenoid biofortification in wheat: identification of XAT-7A1, a multicopy tandem gene responsible for carotenoid esterification in durum wheat’ publicado en BMC Plant Biology, los expertos explican que han identificado el gen y tres marcadores moleculares, que han analizado para su uso en el programa de mejora. Este gen es responsable de proteger los carotenoides (compuestos responsables del pigmento amarillo del grano) mediante el proceso de esterificación, que retarda la degradación del color del grano de trigo durante su almacenamiento y procesado. Esto supone que las variedades que poseen el gen XAT-7A1 tengan una pigmentación amarilla más estable, lo que permite elaborar pastas de mayor calidad. 

Los expertos combinaron técnicas genómicas de mapeo para identificar el gen XAT-7A1, que consisten en el estudio de los “descendientes” obtenidos a partir de un cruzamiento y de análisis de la calidad del grano. “Con esta información, los agricultores podrían producir grano de una calidad superior y valor añadido en el mercado”, señala Sergio G. Atienza. 

Actualmente, los investigadores están transfiriendo este gen a las variedades de élite. El siguiente paso será comprobar la funcionalidad de este gen responsable de la esterificación, es decir, analizar los mecanismos que favorecen la conservación del color del trigo durante más tiempo. De esta forma, se podría comprobar cómo afectaría este gen a otras variedades de este cereal y su interacción con otros genes.

Para identificar el gen XAT-7A1, los expertos combinaron técnicas genómicas de mapeo y de análisis de la calidad del grano. Imagen: Pixabay.

Este estudio ha sido parte del proyecto PID2021-122152NB-I00 financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, la Agencia Estatal de Investigación y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) bajo el programa ‘Una manera de hacer Europa’.

Reportaje sobre esta nota de prensa: El gen que conserva el color del trigo

Referencias

Rodríguez-Suárez, C.; Requena-Ramírez, M.D.; Hornero-Méndez, D., Atienza, S.G. (2023). ‘Towards carotenoid biofortification in wheat: identification of XAT-7A1, a multicopy tandem gene responsible for carotenoid esterification in durum wheat’. BMC Plant Biology 23, 412.

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