Caracterización de un mutante de girasol (Helianthus annus L.) con alto contenido de ácido esteárico en su aceite
- Autores: Sara Cantisán
- Directores de la Tesis: Rafael Garcés Mancheño (dir. tes.), Francisco Javier Florencio Bellido (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 1999
- Idioma: español
- Número de páginas: 167
- Tribunal Calificador de la Tesis: Eduardo García Peregrín (presid.), Francisco Javier Ávalos Cordero (secret.), Jose Martínez Fernández (voc.), Enrique Martínez Force (voc.), María Dolores Tortolero García (voc.)
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: Idus
- Resumen
El trabajo ha consistido en la caracterización de un mutante de girasol con un mayor contenido de ácido esteárico que el control. El contenido de este ácido graso era cinco veces superior al de la línea control y afectaba a los principales componentes lipídicos del aceite del mutante. Los lípidos de los tejidos vegetativos (cotiledón, raíz, hipocotilo y hojas) no manifiestaban el fenotipo mutante sino que tenían un contenido de ácido esteárico similar al del control, por lo que sólo la semilla manifestaba el fenotipo alto esteárico. Se analizaron los lípidos de la semilla en varios estadios de desarrollo y se observó que ya en semillas muy jóvenes había un contenido de ácido esteárico superior al de la línea control. Por último se pretendía determinar que actividades enzimáticas estaban modificadas en el mutante. Tras realizar diversos ensayos enzimáticos, todo parecía señalar a las actividades estearil.ACP desaturasa y acil.ACP tioesterasa como las implicadas en la acumulación de ácido esteárico en el mutante de girasol.
CONCLUSIONES El trabajo de esta Tesis ha consistido en la caracterización bioquímica de un mutante de girasol (Helianthus annuus L.), denominado CAS-3, con un alto contenido de ácido esteárico en su aceite, y su comparación con la línea RHA-274 utilizada como control. Como resumen del trabajo se pueden sacar las siguientes conclusiones:
1. El aceite de la semilla de la línea CAS-3 tiene un contenido de ácido esteárico entre cinco y seis veces superior al de la línea control RHA-274. Dicho aumento conlleva principalmente la disminución del contenido de ácido oleico con respecto al de RHA-274, mientras que los ácidos palmítico y linoleico se mantienen en unos niveles similares a los de la línea control.
2. El mayor contenido de ácido esteárico de las semillas CAS-3 afecta a los principales constituyentes lipídicos del aceite, triacilglicéricos y lípidos polares, aunque en estos últimos el contenido de ácido esteárico es menor que en los primeros debido a que solo poseen dos sitios de esterificación de ácidos grasos.
3. A pesar del alto contenido de ácido esteárico de la línea CAS-3, este se esterifica casi exclusivamente en las posiciones externas de los triacilglicéridos mientras que la intermedia está ocupada por ácidos grasos insaturados, al igual que en la línea control RHA-274. Esta exclusión del ácido esteárico de la posición intermedia en la línea CAS-3 confirma la especificidad de sustrato de la acil-CoA:sn-1-acilglicerol-3-P aciltransferasa.
4. El menor contenido de ácido esteárico de los lípidos polares de la semilla CAS-3 con respecto a los triacilglicéridos se explica por la exclusión de los ácidos grasos saturados de la posición sn-2 del glicerol, dejando solamente la sn-1 disponible para su esterificación.
5. La degradación de la reserva lipídica durante la germinación de la semilla es similar en la línea mutante CAS-3 que en el control RHA-274. Las pequeñas variaciones observadas no pueden atribuirse al mayor contenido de ácido esteárico de CAS-3 ya que pudiera deberse a que ambas líneas n son isogénicas.
6. Durante el desarrollo del cotiledón de la línea CAS-3 el contenido de ácido esteárico va disminuyendo aunque no llega a los niveles de la línea control, manteniéndose en un 17% frente al 4% de la línea control.
7. El contenido de ácido esteárico de los lípidos del hipocotilo de la línea CAS-3 es casi cuatro veces superior al de RHA-274 en los estadios iniciales de formación del tejido. A medida que el tejido se va desarrollando el porcentaje de ácido esteárico va disminuyendo llegando a los valores similares a los de la línea control.
8. El contenido de ácido esteárico de los lípidos de la raíz en los primeros estadios de desarrollo en la línea CAS-3 es superior al de RHA-274, aunque va disminuyendo a medida que el tejido va madurando llegando a valores similares a los de la línea de control.
9. En los lípidos de la hoja el contenido de ácido esteárico en la línea mutante CAS-3 es similar al del control tanto en hojas jóvenes como en maduras, siendo su porcentaje en ambas líneas inferior al 3% durante todo el desarrollo de la hoja.
10. Respecto a los lípidos de las flores, lígulas y granos de polen, el contenido de ácido esteárico en la línea CAS-3 se encuentra en los mismos niveles que en el control, existiendo sólo un 2% más este ácido grado en lígulas y polen.
11. Por tanto, parece ser que el fenotipo de alto esteárico de la línea CAS-3 se manifiesta solo en la semilla. Los tejidos vegetativos de una planta adulta de la línea CAS-3 tienen un porcentaje de ácido esteárico similar al de una planta de la línea control en el mismo estado de desarrollo, aunque con 2-3% más de este ácido graso.
12. El análisis de la composición de ácidos grasos de los lípidos de la semilla durante la maduración indica que las semillas más jóvenes que se pudieron recolectar, de 8 DDF, tienen ya un contenido de ácido esteárico cerca de cuatro veces superior en CAS-3 que en RHA-274. No ha sido posible determinar si existe un momento en el desarrollo de la semilla de CAS-3 a partir del cual empieza a aumentar el contenido de ácido esteárico o si ocurre desde el momento de la fecundación ya que no se pudieron recolectar semillas más jóvenes.
13. Las variaciones de la temperatura del cultivo tienen un mayor efecto sobre los niveles de ácidos grasos insaturados que sobre los saturados tanto en la línea CAS-3 como en el control, siendo el efecto más destacado el aumento del contenido de ácido linoleico al descender la temperatura de cultivo.
14. En semillas de 20 DDF, en fase activa de acumulación de lípidos, el efecto de las variaciones de la temperatura sobre el contenido de ácido esteárico de los triacilglicéridos es similar en RHA-274 y CAS-3, produciéndose un ligero aumento en el porcentaje de este ácido graso al descender la temperatura.
15. El efecto de la temperatura sobre la composición de ácidos grasos de los diferentes lípidos polares (fosfatidilinositol, fosfatidilcoilna y fosfatidiletanolamina) de semillas de 20 DDF es similar al observado en los triacilglicéridos.
16. Las semillas de 15 DDF de la línea CAS-3 exhiben una actividad acil-ACP tioesterasa relativa con una Vmax tres veces superior que la de RHA-274.
17. Las semillas de 15 DDF de la línea CAS-3 exhiben una actividad estearil-ACP desaturasa relativa tres veces inferior a la de las semillas de RHA-274, por lo que se va a producir un bloque parcial en ese punto de la ruta.
18. El hecho de que las semillas de CAS-3 de 15 DDF tengan tres veces menos actividad estearil-ACP y una actividad acil-ACP tioesterasa con una Vmax tres veces mayor que las semillas de RHA-274 parece ser la causa de que las primeras tengan un 30% de ácido esteárico en lugar del 5% de la línea control RHA-274.
