Brassica oleracea como fuente de compuestos biosaludablesaproximación genética

Resumo

RESUMEN Un gran número de estudios epidemiológicos han demostrado que un consumo regular de vegetales de Brassica oleracea, como berzas, repollo, coliflor o brécol, ayuda a la disminución del riesgo de padecer diferentes tipos de cáncer y otras enfermedades crónicas, incidiendo favorablemente en la mejora de calidad de vida de las personas. Este efecto beneficioso ha sido atribuído en parte a la presencia de metabolitos específicos de esta familia de plantas, los glucosinolatos, y de distintos compuestos con actividad antioxidante, como los compuestos fenólicos y carotenoides. Estos metabolitos están relacionados además con la defensa de la planta frente a patógenos y plagas. La obtención de cultivos de brásicas con un elevado potencial antioxidante y/o enriquecidos en determinados glucosinolatos exige en primer lugar el conocimiento de su control genético. Por ello, en la presente tesis se ha llevado a cabo un análisis de QTLs para determinar las regiones genómicas de B. oleracea que determinan la variabilidad para capacidad antioxidante (contenido en compuestos fenólicos, antocianos, carotenoides) y glucosinolatos en distintos órganos de la planta. Los resultados obtenidos en el estudio realizado para identificar QTLs relacionados con la capacidad antioxidante y sus métodos de medida, revela que esta capacidad está relacionada con los compuestos fenólicos así como con el contenido en carotenoides en los extractos metanólicos de brásicas. Además, este estudio muestra que es necesario aplicar más de un método de medida a la hora de evaluar la correcta actividad antioxidante de una variedad debido a la baja correlación existente entre los diferentes métodos cuando se evalúa un material que está genéticamente relacionado. En el estudio relacionado con la búsqueda de QTLs y genes candidatos implicados en la ruta de biosíntesis de glucosinolatos, los resultados obtenidos muestran la existencia de varios locus relacionados con la síntesis de glucosinolatos en los órganos estudiados (hojas, brotes florales y semillas). Además, se detectaron un elevado número de interacciones epistáticas entre los distintos QTLs, de las cuales cabe destacar el papel del locus GSL-ALK en la determinación de la variación de glucosinolatos alifáticos y se sugiere además un efecto regulador de este locus sobre la síntesis de los glucosinolatos indólicos. Para ambos estudios de QTLs, se han propuesto posibles genes candidatos de la ruta principal de biosíntesis de cada compuesto en base al estudio fenotípico de las líneas de B. oleracea estudiadas y de su sintenia con Arabidopsis thaliana. En los últimos años los programas de mejora genética van incorporando la mejora del contenido en compuestos bioactivos beneficiosos para la salud humana La modificación del contenido en glucosinolatos es un objetivo de estos programas y se podría llevar a cabo explotando la variabilidad natural presente en los cultivos mediante selección. Para comprobar si la selección masal es un método eficaz y con el fin de obtener material con un contenido modificado en glucosinolatos, se evaluaron tres selecciones divergentes de los glucosinolatos mayoritarios presentes en las hojas de berza (Brassica oleracea var. acephala) y el efecto de esta modificación en la composición de glucosinolatos en brotes florales y semillas. Se comprobó que las selecciones divergentes llevadas a cabo fueron eficaces, indicando que la concentración de glucosinolatos es un carácter altamente heredable y que puede modificarse mediante métodos de selección convencional. Además, se encontró un efecto secundario de estas selecciones en el contenido de glucosinolatos en brotes florales y semillas, indicando una modificación en la síntesis de glucosinolatos en estos órganos o una traslocación de los glucosinolatos sintetizados en las hojas a estos otros órganos. Los efectos indirectos observados sugieren que diferentes alelos del locus GSL-ALK podrían ser los responsables de la variación a través de los ciclos de selección. Como conclusión, los datos aportados en este trabajo pueden ser de utilidad para profundizar en el conocimiento acerca de la síntesis y regulación de los compuestos biosaludables así como a la hora de seleccionar y mejorar variedades en base al contenido de los mismos.