Hasta la fecha, se han utilizado enfoques de ingeniería genética para desarrollar arroz enriquecido con betacaroteno y folato, pero no antocianinas

“Hemos desarrollado un sistema de apilamiento de transgenes altamente eficiente y fácil de usar llamado 'TransGene Stacking II', que permite el ensamblaje de un gran número de genes en vectores únicos para la transformación de plantas –explica el investigador Yao-Guang Liu, de la Universidad Agrícola de China–. Prevemos que este sistema vectorial tendrá muchas aplicaciones potenciales en esta era de la biología sintética y la ingeniería metabólica”.

Hasta la fecha, se han utilizado enfoques de ingeniería genética para desarrollar arroz enriquecido con betacaroteno y folato, pero no antocianinas. Aunque estos compuestos promotores de la salud son naturalmente abundantes en algunas variedades de arroz negro y rojo, están ausentes en los granos de arroz refinados porque se ha eliminado la cáscara, el salvado y el germen, dejando sólo el endosperma.

Los intentos previos de producir mediante ingeniería antocianinas en el arroz han fracasado debido a que la vía de biosíntesis subyacente es altamente compleja y ha sido difícil transferir con eficiencia muchos genes a las plantas. Para abordar este desafío, Liu y sus colegas se propusieron identificar los genes necesarios para la producción de antocianinas en el endosperma del arroz.

Para ello, analizaron las secuencias de los genes de la vía de la antocianina en diferentes variedades de arroz y señalaron los genes defectuosos en las subespecies japonica e indica que no producen antocianinas. Basándose en este análisis, desarrollaron una estrategia de apilamiento de transgenes para expresar ocho genes de la vía de antocianina específicamente en el endosperma de las variedades de arroz japonica e indica.

El endosperma de arroz púrpura resultante tenía altos niveles de antocianina y actividad antioxidante en el endosperma. "Ésta es la primera demostración de la ingeniería de una vía metabólica tan compleja en las plantas", afirma Liu, quien propone que, en el futuro, este sistema de vector de apilamiento de transgenes podría usarse para desarrollar biorreactores de plantas para producir muchos otros nutrientes e ingredientes medicinales importantes.

Por su parte, los científicos planean evaluar la inocuidad del endosperama de arroz púrpura como alimento biofortificado e intentarán también diseñar la biosíntesis de las antocianinas en otros cultivos para producir más cereales de endosperma púrpura. “Nuestra investigación proporciona un sistema de vectores de alta eficiencia para apilar múltiples genes para la biología sintética y lo hace potencialmente factible para el diseño complejo de vías de biosíntesis en el endosperma de arroz y de otras plantas de cultivo como el maíz, el trigo y la cebada”, dice Liu.