Especialistas del CONICET desentrañan los procesos fisiológicos por los cuales la planta logra un nivel tan alto de reserva de proteína en su grano

Un equipo del Instituto Tecnológico de Chascomús de Buenos Aires (Argentina) ha conseguido describir los mecanismos fisiológicos por los cuales una variedad local conserva un 30% más de proteína que los arroces comerciales. Así lo ha publicado en la revista científica Plant Physiology and Biochemistry.

Es un producto económico, de consumo masivo y que no requiere de procesamientos como la molienda para su ingesta. Es el arroz, un alimento considerado básico en la mayoría de las gastronomías del mundo y que contribuye de buena manera al aporte calórico de la dieta humana. Ahora bien, al tratarse de un cereal, no destaca especialmente por su contenido de proteína, y por eso la posibilidad de incorporarle este tipo de nutriente es un desafío permanente de las estrategias de mejoramiento alimentario que se implementan en la lucha contra el hambre.

Los investigadores dieron con una variedad que conserva un 30% más de proteína que los arroces comerciales. La variedad en cuestión se llama Nutriar y fue generada hace 20 años por el Programa Arroz de la Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales de la Universidad Nacional de La Plata (FCAyF, UNLP), dedicado en su momento a la mejora de la especie. "En el marco de nuestro tema de estudio, nos interesaba caracterizar los procesos que le permiten a esta planta tener un grano con alto contenido de proteína, algo que la hace muy valorable porque además pudimos comprobar que ese rasgo no le quita rendimiento con respecto a los arroces convencionales de consumo masivo", relata Lucrecia Puig, becaria del INTECH y primera autora del trabajo. Y es que, conservando prácticamente el mismo rendimiento que el arroz común, que es de 9.000 kilogramos por hectárea (kg/ha), esta variedad llegó a alcanzar unos 8 mil kg/ha, pero con un 30% más de proteína.

En anteriores investigaciones, además, los responsables del programa de mejora ya habían comprobado que la calidad final de la proteína es muy buena en cuanto al valor nutricional. "Ahora, una de las principales observaciones que estamos reportando es que existen diferencias al nivel de la fotosíntesis entre esta variedad y las comunes", apunta Puig. El equipo analizó las cadenas transportadoras de electrones, que son las que le dan a la planta la energía necesaria para convertir el dióxido de carbono (CO2) en los azúcares que el vegetal aprovecha para su crecimiento. Eso sucede en la primera fase –denominada lumínica–, en la que la luz del Sol es captada por unas estructuras llamadas fotosistemas. "En la comparación, vimos que Nutriar desarma sus fotosistemas de manera mucho más rápida y creemos que aquí está la clave", detalla la becaria.

El investigador adjunto del CONICET en el INTECH y también autor del trabajo, Santiago Maiale, explica de qué manera compararon el comportamiento en las distintas fases de la fotosíntesis del cultivo de Nutriar con otras de arroces comunes: “Mediante la fluorescencia de la clorofila, una técnica de medición no destructiva, medimos varias veces a través del tiempo cómo se comportaban los fotosistemas, y luego lo relacionamos con el transporte del nitrógeno (N) dentro de la planta hacia el grano, que observamos que lo hace a un ritmo más acelerado y en mayor cantidad. Esto demostraría que el cultivar aprovecha mejor el N absorbido, y que este paso del proceso es determinante en su condición como arroz de alta proteína”.

Estas mediciones y estudios durante la fotosíntesis fueron realizados principalmente en la denominada hoja bandera, tal como se denomina a la última que sale antes de la fructificación, es decir, que brote la espiga o panoja en las gramíneas, familia de plantas que incluye al arroz, la cebada o el trigo. "Es la que recibe la mayor cantidad de radiación porque se ubica arriba de todas, con lo cual no tiene sombras. De esa manera, aporta la mayor cantidad de fotoasimilados, que son las sustancias sintetizadas por las plantas a partir de CO₂, a la panoja que contiene los granos. Además, al ser la hoja más nueva, tiene todos los sistemas funcionando óptimamente", describe Maiale. De manera reiterada, los expertos analizaron distintos parámetros, número de estomas o concentración de clorofila, entre otros. Desentrañar los mecanismos fisiológicos que aumentan el nivel de proteína en grano sirve a los mejoradores como guía al momento de realizar el proceso de selección.

Dado que el mejoramiento de especies es un proceso complejo que requiere muchos años de ensayos y pruebas, Nutriar aún continúa en desarrollo. El director del Programa Arroz durante el surgimiento de esta variedad proteica, Alfonso Vidal, cuenta cómo funcionaba el sistema: "Generalmente recibíamos granos de otras partes del mundo con cierta característica en particular, los evaluábamos y cruzábamos con líneas propias con algún otro rasgo sobresaliente".

Continúa: "Este trabajo lleva varias generaciones hasta lograr estabilidad, porque hay que ir analizando la descendencia planta por planta para comprobar no solo que mantengan la proteína, sino que hereden el gen que predispone a esa mayor concentración proteica, e ir seleccionado a los mejores ejemplares. Y así surgió este grano, que una vez obtenido hubo que probarlo a campo con productores para ver cómo respondía a lo largo de varios ciclos a las temperaturas, fertilidad del suelo y otras condiciones".

“Hay muchísimos tipos de arroces; aromáticos, glutinosos, de coloración rojiza o negra, o para distintos usos, como sushi o risotto. Pero las variedades de alta proteína no son muy comunes, y menos que se comporten tan bien en grandes cultivos”, añade Maiale. "La mejora del arroz es un punto estratégico porque es un alimento muy demandado en sectores sociales vulnerables y puede contribuir a enriquecer considerablemente la calidad de la dieta, por ejemplo, en comedores barriales o escolares", apunta Vidal, al tiempo que Puig enfatiza algo paradójico: "El hecho de que haya empresas de alimentos que le adicionan proteína al arroz común en forma de sopas o guisos deshidratados demuestra la importancia de apostar por un cultivo que pueda ser nutricionalmente superior sin necesidad de agregados".