Evaluation and comparison of protein composition and quality in half-sib families of opaque-2 maize (Zea mays L.) from Argentina

Abstract

<p class="western" style="margin-bottom: 0cm; line-height: 150%;" align="justify"><span style="color: #222222;"><span style="font-family: Times New Roman, serif;"><span style="font-size: medium;">El objetivo fue caracterizar y comparar la composición proteica de familias de medios hermanos de maíz </span></span></span><span style="color: #222222;"><span style="font-family: Times New Roman, serif;"><span style="font-size: medium;"><em>opaco-2</em></span></span></span><span style="color: #222222;"><span style="font-family: Times New Roman, serif;"><span style="font-size: medium;"> de Argentina mediante prueba de progenie. Se determinó dureza del grano, contenido de fracciones proteicas, aminoácidos y digestibilidad </span></span></span><span style="color: #222222;"><span style="font-family: Times New Roman, serif;"><span style="font-size: medium;"><em>in vitro</em></span></span></span><span style="color: #222222;"><span style="font-family: Times New Roman, serif;"><span style="font-size: medium;"> de proteína (PD) de la harina integral. Se usaron genotipos no-opacos como control. El contenido total de proteína de los genotipos </span></span></span><span style="color: #222222;"><span style="font-family: Times New Roman, serif;"><span style="font-size: medium;"><em>o2</em></span></span></span><span style="color: #222222;"><span style="font-family: Times New Roman, serif;"><span style="font-size: medium;"> correlacionó negativamente con la dureza del grano (</span></span></span><span style="color: #222222;"><span style="font-family: Times New Roman, serif;"><span style="font-size: medium;"><em>r</em></span></span></span><span style="color: #222222;"><span style="font-family: Times New Roman, serif;"><span style="font-size: medium;">=-42 en 2012 y </span></span></span><span style="color: #222222;"><span style="font-family: Times New Roman, serif;"><span style="font-size: medium;"><em>r</em></span></span></span><span style="color: #222222;"><span style="font-family: Times New Roman, serif;"><span style="font-size: medium;">=-0.32 en 2013) y no mostró diferencias significativas respecto a los genotipos no-opacos; sin embargo, los genotipos </span></span></span><span style="color: #222222;"><span style="font-family: Times New Roman, serif;"><span style="font-size: medium;"><em>o2</em></span></span></span><span style="color: #222222;"><span style="font-family: Times New Roman, serif;"><span style="font-size: medium;"> mostraron mayor PD, menor proporción de zeína y mayor de albúminas, globulinas y glutelinas. Las progenies </span></span></span><span style="color: #222222;"><span style="font-family: Times New Roman, serif;"><span style="font-size: medium;"><em>o2</em></span></span></span><span style="color: #222222;"><span style="font-family: Times New Roman, serif;"><span style="font-size: medium;"> mostraron mayor contenido de lisina, isoleucina y treonina en comparación con el maíz blanco. El contenido de lisina, el de fracciones proteicas y la PD mostraron una mayor contribución de la varianza genética, a pesar de la alta contribución de la varianza del año observada en el contenido total de proteínas. </span></span></span><span style="color: #222222;"><span style="font-family: Times New Roman, serif;"><span style="font-size: medium;">Las diferencias mostradas por los perfiles de proteínas de las progenies permitirán identificar genotipos </span></span></span><span style="color: #222222;"><span style="font-family: Times New Roman, serif;"><span style="font-size: medium;"><em>o2</em></span></span></span><span style="color: #222222;"><span style="font-family: Times New Roman, serif;"><span style="font-size: medium;"> con menor nivel de zeína y mayor contenido de lisina. Esto permitirá continuar con la selección y la mejora genética para obtener variedades con calidad proteica superior. </span></span></span></p>

Identifying Quality Protein Maize Inbred Lines for Improved Nutritional Value of Maize in Southern Africa

“…This may have caused the increase in the γ-zein fraction in the QPM lines. It was reported [ 33 ] that maize kernels with hard endosperm produced more α-zein (22 kDa and 19 kDa), while the intensity of these bands declined in QPM genotypes [ 19 , 33 ]. In the current study, the α-zein concentration was also much lower in QPM lines.…”

Calidad de la proteína en líneas e híbridos experimentales de QPM. Altiplano Central, México

“…Las líneas parentales bajo estudio, disímiles en genotipo y grado de endogamia, fueron receptoras de la misma fuente del opaco2; en consecuencia, dicho gen se expresó en un contexto genético y metabólico particular, cada línea modificada lo integró a su genoma de manera específica y se produjeron híbridos simples de QPM que manifestaron atributos heterogéneos de calidad de proteína, con variaciones causadas por la recombinación genética inherente a la cruza y, probablemente, por la participación de genes reguladores de la síntesis de lisina y triptófano en el endospermo del grano (Palacios-Rojas et al, 2017). En comparación con el H70, maíz no modificado, las líneas y los híbridos expresaron cantidades significativas (p≤0,05) de ambos aminoácidos esenciales en la proteína del grano, esto sería consecuencia de la expresión del opaco2 (Sofi et al, 2009), que redujo las proteínas deficientes en lisina y triptófano (zeínas) y aumentó las que tienen proporción alta de esos aminoácidos esenciales (no zeínicas) (Serna-Saldívar et al, 2008;Mansilla et al, 2019). Todos los genotipos modificados superaron (p ≤ 0,05) en proteína al H70, esto sugiere que la integración de los genotipos experimentales de QPM inició con la modificación de líneas con cantidad de proteína elevada (Palacios-Rojas et al, 2017).…”

“…Las fluctuaciones de la cantidad y la cantidad de proteína, y del triptófano entre tratamientos (Figura 3), indicaron que la primera variable, aunque de inicio debe ser alta (Palacios-Rojas et al, 2017), no intervino para fijar la calidad nutricional de la proteína, como sí lo hizo el triptófano. Esto independientemente de que la calidad proteica se calculó con base en el triptófano, ya que pudieron quedar residuos libres de este aminoácido que no se ensamblaron en la secuencia de aminoácidos de las proteínas del grano (Mansilla et al, 2019), por eso la correlación no fue perfecta. Esto motivó diferencias de calidad proteica entre los genotipos analizados, a las cuales se sumaron la variación causada por la recombinación genética entre las líneas y la regulación genética del contenido de aminoácidos esenciales.…”