ABSTRACT
Las raíces almacenadoras de yuca representan una fuente importante de almidón. La ruta metabólica del almidón ha sido reconstruida recientemente en yuca gracias a la liberación de la secuencia completa de su genoma. En este estudio se evaluó la expresión de los genes que codifican para las enzimas pululanasa, isoamilasa, α-amilasa, enzima desproporcionante, ADP-glucosa pirofoforilasa, almidón sintasa unida al gránulo, enzima ramificante del almidón y sintasa soluble del almidón, en las raíces almacenadoras de plantas de cinco y 11 meses de edad, en un grupo de cinco variedades de yuca. Se evidenciaron diferencias importantes en la expresión de estos genes entre las variedades evaluadas y entre los dos tiempos. Las variedades CM523-7 y SM1219-2 presentaron uno de los niveles más altos de expresión para los genes ADP-glucosa pirofoforilasa y almidón sintasa unida al gránulo mientras que el gen para α-amilasa fue el más bajo en estas dos variedades. Aunque la variedad TMS60444 presentó niveles de expresión similares en genes implicados en la síntesis de almidón, fue la que presentó el mayor nivel de expresión de la α-amilasa. Estos datos se pueden correlacionar con el relativo bajo contenido de materia seca en esta variedad. Los datos de expresión génica presentados en este trabajo permitirán complementar información sobre actividad enzimática con miras a identificar los elementos más importantes en la acumulación diferencial de almidón entre variedades de yuca.
Cassava storage roots represent an important starch source. Recently, the starch metabolic pathway in cassava has been reconstructed thanks to the full release of its genome. In this study gene expression was evaluated for genes coding pullulanase, isoamylase, α-amylase, deproportionating enzyme, ADP-glucose pyrophosphorylase, granule bound starch synthase, starch branching enzyme and soluble starch synthase, in cassava storage roots five and 11 months old, in five cassava varieties. Important gene expression differences were detected both at the variety and time level. CM523-7 and SM1219-2 showed one of the highest expression levels for AGPase and GBSS genes, while α-amylase showed the lowest level in these two varieties. TMS60444 variety showed similar expression levels in starch biosynthesis-related genes, but conversely also showed the highest α-amylase expression. This correlates with the relative low dry-matter content in TMS60444. Gene expression data reported here will allow complementing actual information on enzymatic activity, in order to identify the most relevant factors in differential starch accumulation between cassava varieties.
ABSTRACT
Los combustibles obtenidos a partir de materia vegetal, como el etanol y el biodiesel, están tomando importancia en la dinámica energética mundial, gracias principalmente a que son más económicos y menos contaminantes del medio ambiente que los combustibles fósiles. El mercado de biocombustibles ha producido un incremento en las áreas de cultivo tanto de plantas regularmente usadas como materia prima para su obtención como de aquellas con potencial de ser nuevas fuentes de producción, al igual que ha impulsado la investigación básica orientada hacia el incremento en calidad y producción de diferentes cultivos. Las plantas que almacenan cantidades importantes de almidón, azúcares simples o aceites son el blanco principal para la producción de biocombustibles, aunque nuevas tecnologías están permitiendo la utilización de celulosa como materia prima. El cultivo de yuca (Manihot esculenta) está ampliamente distribuido en toda la zona tropical y es la base alimenticia de cerca del 10% de la población mundial. El alto contenido de almidón en las raíces almacenadoras de la yuca hace de este cultivo una opción para la obtención de etanol. El uso de técnicas de mejoramiento no convencional de variedades de yuca permitirá la generación de plantas más aptas para la industria de biocombustibles. En este artículo de reflexión se revisa el estado actual de los biocombustibles a nivel mundial y nacional, y se comentan los beneficios y retos a afrontar en cuanto a las implicaciones respecto al medio ambiente y la alimentación humana. Finalmente se discute el potencial de la yuca como fuente eficiente de materia prima para la obtención de biocombustibles en Colombia.
Fuels such as ethanol and biodiesel, obtained from plants and their constituents, have recently received the world’s attention as a true alternative to the global energy supply, mainly because they are cheaper and less contaminant of the environment than the currently used, non-renewable fossil fuels. Due to the pushing biofuel market, the world is currently experiencing an increase of agricultural land devoted to grow crops used to obtain them, like maize and sugar cane, as well as crops that have the potential to become new sources of biofuels. Similarly, this emerging market is boosting the basic research oriented towards obtaining better quality and yield in these crops. Plants that store high quantities of starch, simple sugars or oils, are the target of the biofuel industry, although the newest technologies use also cellulose as raw material to produce fuels. Cassava (Manihot esculenta) is widely grown in the tropics and constitutes a staple food for approximately 10% of the world population. The high starch content of its storage roots, together with the use of conventional and non-conventional breeding turn this crop into an option to obtain better adapted varieties for ethanol production. This reflexion article reviews the current status of biofuels worldwide and at the national level, and discusses the benefits and challenges faced in terms of effect on the environment and the human food chain. Finally, it discusses the potential of cassava as a source of raw material for obtaining biofuels in Colombia .