Assessment of Rice Amylose Content and Grain Quality Through Marker-Assisted Selection

Abstract

El arroz (Oryza sativa L.) es esencial para la seguridad alimentaria mundial y sustenta a miles de millones de personas en todo el mundo, lo que subraya la necesidad de mejorar la producción y la calidad. Un desafío clave en el mejoramiento del arroz es el contenido de amilosa, un componente del almidón que influye en la textura, la absorción de agua y la firmeza después de la cocción, factores cruciales para su aceptación en el mercado. Si bien los mercados internacionales prefieren las variedades con bajo contenido de amilosa por su suavidad, en Latinoamérica se prefieren las variedades con contenido intermedio y alto de amilosa por su firmeza. El objetivo de este estudio fue desarrollar una metodología de evaluación de la calidad molecular que, combinada con evaluaciones morfológicas y culinarias, facilite la selección de variedades de arroz durante el proceso de mejoramiento. En primer lugar, se evaluaron diez materiales de arroz ecuatorianos en cuanto a sus características de molienda y calidad culinaria, revelando variaciones significativas en el tamaño del grano, la esterilidad, el rendimiento de molienda, el tiempo de cocción y la textura. El contenido de amilosa (CA) está regulado genéticamente por el gen ceroso y sus variantes alélicas, lo que afecta la expresión de la enzima almidón sintasa unida a gránulos (GBSS). En segundo lugar, para clasificar molecularmente las variedades de arroz según el CA, se analizaron los diez genotipos de prueba y nueve variedades de control mediante marcadores microsatélites (SSR). El marcador molecular ceroso, combinado con la electroforesis en gel de agarosa metaforizada (MAGE), demostró ser eficaz para el análisis temprano del CA, reduciendo los costos de selección de variedades y mejorando la eficiencia del mejoramiento.Además, un ensayo con un protocolo de enzimas de restricción facilitó la diferenciación varietal mediante la escisión selectiva de la secuencia del gen ceroso en un sitio específico de polimorfismo de un solo nucleótido (SNP), lo que permitió una clasificación genética precisa de CA. Al integrar técnicas moleculares con evaluaciones tradicionales, este estudio revela que el uso de la selección asistida por marcadores en programas de mejoramiento genético, además de apoyar la identificación y el desarrollo de variedades locales de arroz de alta calidad para satisfacer la demanda del mercado, mejora la eficiencia productiva y optimiza la evaluación de cultivares en desarrollo en diversas condiciones ambientales.