Nuevos conocimientos pueden optimizar la producción del polvo de achiote

Una investigación revela que este pigmento no está presente únicamente en las semillas, sino también en otros órganos de la especie Bixa orellana. Científicos brasileños estudiaron las vías genéticas implicadas en la síntesis de esta sustancia

Por Julia Moióli  |  Agência FAPESP – Investigadores de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz de la Universidad de São Paulo (Esalq-USP) y de la Universidad Federal de Viçosa (UFV), en Brasil, demostraron por primera vez que el pigmento extraído del árbol de achiote, también llamado bija o urucú (Bixa orellana) no se elabora únicamente en las semillas, sino también en otros órganos de esta especie, en un proceso que se intensifica en la edad adulta. El referido estudio, publicado en el Journal of Experimental Botany, describe también modificaciones genéticas en esta especie capaces de optimizar la producción del polvo de achiote.

Conocido como anato en la industria alimenticia o colorau en Brasil, el polvo de achiote es ampliamente utilizado para realzar el color de alimentos y bebidas. También entra en la composición de medicamentos y cosméticos como los protectores solares. Y su demanda ha venido incrementándose en los últimos años merced a la mayor búsqueda de productos que contengan ingredientes naturales. De acuerdo con datos publicados en la Revista Brasileira de Gestão e Desenvolvimento Regional, Brasil es el mayor productor mundial de este pigmento, con relieve para el estado de São Paulo.

“Es fundamental en un contexto de cambios climáticos conocer mejor las características anatómicas y fisiológicas de las especies autóctonas de los biomas brasileños, especialmente las de importancia económica, tal como es el caso del urucú, y entender las vías genéticas implicadas en su desarrollo y en las sustancias que producen, que permiten mejorar su manejo”, le dice a Agência FAPESP Fábio Tebaldi Silveira Nogueira, investigador del Laboratorio de Genética Molecular del Desarrollo Vegetal del Departamento de Ciencias Biológicas de la Esalq-USP y uno de los coordinadores del trabajo.

En este estudio financiado en parte por la FAPESP, investigadores del grupo de Tebaldi Silveira Nogueira y del Laboratorio de Cultivo de Tejidos Vegetales/Bioagro de la UFV, coordinado por el profesor Wagner Campos Otoni, analizaron la producción de este pigmento en el transcurso de todo el desarrollo de la planta, con atención especial para la transición de la fase juvenil a la edad adulta. La explicación para este enfoque reside en que el achiote que se utiliza en la industria se extrae comúnmente de las semillas, lo que apunta una mayor producción durante el período maduro de los árboles.

“Mediante pruebas de laboratorio, analizamos plantas en distintos estadios de desarrollo y observamos que la producción del polvo de urucú se acentúa cuando las plantas pasan de la etapa juvenil a la adulta, en las hojas inclusive”, comenta Tebaldi Silveira Nogueira.

Un estudio genético

Con esos resultados en sus manos, los investigadores procuraron entender qué vías genéticas y fisiológicas están implicadas en la alteración de la producción del pigmento a lo largo del desarrollo de las hojas. En el centro de las investigaciones se ubicó la vía regulada por el micro-ARN 156, sabidamente responsable del tránsito desde la fase juvenil hacia la adulta en otras diversas plantas.

Los investigadores observaron que el declive de la producción del micro-ARN 156 (el final de la fase juvenil) coincidía con el incremento de la producción del pigmento. El próximo paso para validar esta información en el árbol de achiote consistió en modificar genéticamente una planta para que sobreexpresara precisamente el micro-ARN 156. Análisis anatómicos, proteómicos y estadísticos lo confirmaron: cuanto mayor es la producción de este micro-ARN, más características juveniles se observan en la planta, que tarda entonces en cambiar de fase. “Las hojas que se mantienen durante más tiempo en estado juvenil exhiben un formato modificado, con menos canales para liberar el pigmento”, explica Tebaldi Silveira Nogueira.

“Con relación a los aspectos moleculares, observamos que diversas enzimas implicadas en la vía de producción del pigmento son reprimidas en la planta juvenil. Pero lo que más nos llamó atención fue la mayor presencia de una hormona relacionada con el estrés: el ácido abscísico [ABA]. Debido a que el ABA y el polvo de achiote comparten vías metabólicas similares, es como si la planta le transfiriese parte del carbono que utilizaría para fabricar el polvo de urucú a esa otra línea de producción, una actividad que en la naturaleza podría explicarse por la protección natural que brinda la hormona contra la intemperie.”

Otro aspecto que se observó en la planta alterada genéticamente fue la merma de la producción de otros metabolitos en la fase joven, aparte del polvo de urucú. Es el caso de los terpenos, que pueden utilizarse incluso en la medicina debido a sus actividades microbióticas. Esta información señala el mejor momento para su extracción.

También participaron en el estudio investigadores de la Universidad Estadual del Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF), de la Escuela de Ingeniería de Lorena de la Universidad de São Paulo (EEL-USP), de la Universidad Federal de Paraíba (UFPA) y de la Universidad Estadual de Santa Cruz (UESC).

Puede leerse el artículo intitulado “Plant age-dependent dynamics of annatto pigment (bixin) biosynthesis in Bixa Orellana” en el siguiente enlace: academic.oup.com/jxb/advance-article-abstract/doi/10.1093/jxb/erad458/7425416?redirectedFrom=fulltext.