Análisis de las bases genéticas del color en trigo candeal

Abstract

El color es un carácter de calidad de gran importancia en trigo candeal. Este cereal es utilizado en la elaboración de pastas secas (vermicelli, spaghetti y macarroni) y frescas. El color amarillo brillante, requerido en los granos y productos de pasta, es el resultado de la presencia de pigmentos carotenoides del tipo xantofilas y su degradación por enzimas oxidativas, como lipoxigenasas (LPX), peroxidasas (POD) y polifenol oxidasas (PPO). Los pigmentos carotenoides cumplen una función antioxidante reduciendo el daño oxidativo en membranas biológicas por sustracción de radicales peróxido. Algunos pigmentos carotenoides, como el ß-caroteno, son los mayores precursores dietarios de la vitamina A en humanos, y actúan previniendo enfermedades degenerativas y de la visión. La vía biosintética de los carotenoides esta altamente regulada, adjudicándose a la enzima fitoeno sintasa (PSY) un rol clave en la misma. Los pigmentos carotenoides y el color amarillo son caracteres cuantitativos que muestran, en la mayoría de los casos, una herencia transgresiva bidireccional, con evidencias de interacción genotipo-ambiente. Son altamente heredables y están controlados por más de un gen, con un efecto predominantemente aditivo. Estudios de mapeo han identificado QTLs (Quantitative Traits Loci) asociados a estos caracteres, que explicaron una gran parte de la variación fenotípica, entre ellos el de la enzima PSY y otras que degradan los pigmentos como LPX, PPO y POD. Los genes correspondientes han sido clonados y se desarrollaron marcadores génicos que podrían ser utilizados con éxito en la selección asistida en programas de mejoramiento. Esta revisión busca mostrar un panorama de los avances realizados en el conocimiento de las bases genéticas que controlan el color de los granos en trigo candeal, ampliado especialmente durante la última decada con el uso de métodos moleculares.

Color is an important quality trait in durum wheat. This cereal is mainly used in the manufacture of dry (vermicelli, spaghetti and macarroni) and fresh pasta products. Bright yellow color, required in grains, semolina and pasta, results from the presence of carotenoid pigments like xanthophylls, and its degradation by oxidative enzymes, like lipoxygenases (LPX), peroxidases (POD) and polyphenol oxidases (PPOs). Carotenoids acts as antioxidants, reducing oxidative damage to biological membranes by subtraction of peroxide radicals. Some carotenoid pigments, like ß-carotene, are the most important dietary precursors of vitamin A in humans, and help in preventing degenerative diseases and blindness. Carotenoid pathway is highly regulated, being the enzyme phytoene synthase (PSY) the limiting step in the biosynthesis. Carotenoid content and yellow color are quantitative traits that show, mostly, transgresive bidirectional inheritance, with evidence of genotype-environment interaction. These traits are highly heritable and are controlled by more than one gene with a predominant additive effect. QTLs (Quantitative Traits Loci) associated with these traits have been identified, explaining much of the phenotypic variation. Molecular markers linked to these QTLs are useful tools for MAS. Genes coding for enzymes involved in pigment pathways and degradation have been cloned and specific markers (STS) have been developed. This review show the recent advances related to the genetic basis that control grain color in Durum wheat, specially focused in the molecular studies that allowed to increase this knowledge in the last ten years.