Las fibras solubles en los cereales tienen muchos beneficios para la salud, como la prevención de la obesidad, el colesterol sérico alto y las enfermedades del corazón. El glucano de enlace mixto (MLG) se puede encontrar principalmente en la familia de las gramíneas (Poaceae) en las paredes celulares. También proporcionan atributos importantes a los productos de cereales (p. ej., rendimiento en panificación, capacidad espesante).
El Dr. Bing Wu y cuatro colegas del Academia China de Ciencias Agrícolas investigadas los genes responsables de la síntesis de MLG en avena bajo diferentes condiciones de luz. Los investigadores identificaron familias de genes similares a la celulosa sintasa (Csl) involucradas en la producción de MLG y encontraron que la concentración de MLG aumentó del 0.07% al 1.06% bajo una alta intensidad de luz. Esta es la primera vez que los científicos descubren la regulación de la producción de MLG en la avena, ya que investigaciones anteriores se centraron en la cebada.
Los Drs. Jing Zhang, Bing Wu y sus colegas cultivaron el cultivar de avena Xiayoumai, conocido por su alto contenido de glucano (>6 %), en condiciones de oscuridad, bajo (80 µmol/m2/s) y alta (300 µmol/m2/s) condiciones de luz durante dos días. Se tomaron muestras de hojas, tallos, raíces y semillas en desarrollo para extraer ARN y ADN para el análisis de la estructura genética y los patrones de expresión genética. También se midió la concentración de MLG y se verificó la localización mediante microscopía inmunoelectrónica.
Los genes involucrados en la biosíntesis de MLG eran ortólogos a las familias de genes similares a la celulosa sintasa (Csl) y se denominaron AsCslF3, AsCslF4, AsCslF6, AsCslF8, AsCslF9, AsCslH y AsCslJ. Estos genes se expresaron de manera diferente en diferentes tejidos vegetales. los genes AsCslF6, AsCslF8, AsCslF3 y AsCslF9 tenían un nivel de expresión de 8 a 10 veces mayor en la luz que en la oscuridad. De hecho, el contenido de MLG aumentó en condiciones de crecimiento ligero y, en condiciones de alta intensidad de luz, la pared celular de la avena se llenó por completo con moléculas de MLG.
Mientras que un alto contenido de MLG es indeseable para la industria de procesamiento de cebada (p. ej., malteado, elaboración de cerveza), es deseable para la avena debido a los beneficios para la salud. Por primera vez, los científicos identificaron genes involucrados en la producción de MLG y descubrieron que estos genes se expresan más en condiciones de mucha luz.
"[E]sto también puede explicar por qué el nivel de MLG en los granos cultivados en España (caliente e intensidad de luz más alta) fue más alto que en Escocia (más frío e intensidad de luz más baja)", escribieron Zhang, Wu y sus colegas.
"Teniendo en cuenta que el contenido de MLG determina gran parte del valor de la cosecha de avena para el productor, nuestros hallazgos proporcionarán nuevos conocimientos y especulaciones para producir avena de mejor calidad".
