Hispanopedia WikiEl maíz proteico de alta calidad (QPM, por sus siglas en inglés) es una familia de variedades de maíz con una calidad nutricional mejorada. El grano de QPM contiene casi el doble de lisina y triptófano , aminoácidos esenciales para los humanos y los animales monogástricos , pero que son aminoácidos limitantes en los cereales convencionales. El QPM es producto del mejoramiento vegetal convencional (es decir, no está modificado genéticamente) y es un ejemplo de biofortificación .
El QPM se desarrolló en el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) mediante programas de mejoramiento liderados por Surinder Vasal y Evangelina Villegas , basándose en descubrimientos previos de mutantes de maíz que alteran las proteínas, como el opaque-2, identificado por Oliver E. Nelson Jr. , Edwin T. Mertz y sus colegas en la década de 1960. Por su trabajo en QPM, Vasal y Villegas recibieron el Premio Mundial de la Alimentación 2000. [ 1 ]
Necesidad de maíz con proteínas de calidad
En América Central y del Sur , África y Asia , varios cientos de millones de personas dependen del maíz como su principal alimento diario, para el destete de bebés y para la alimentación del ganado. Desafortunadamente, el maíz tiene dos defectos importantes: carece de la gama completa de aminoácidos , a saber, lisina y triptófano , necesarios para producir proteínas , y su niacina (vitamina B3 ) está unida a un complejo indigerible. Los mayas y aztecas solían hervir el maíz en agua de cal alcalina, un proceso de nixtamalización que descomponía el complejo y hacía disponible la niacina. Sin embargo, esta práctica no se extendió al Viejo Mundo ni a los colonos del Nuevo Mundo, lo que provocó epidemias de pelagra a partir del siglo XVI. Además, las dietas ricas en maíz producen una afección conocida como desnutrición húmeda : una persona recibe suficientes calorías , pero su cuerpo funciona mal debido a la falta de proteínas . Una falta crónica de proteínas en la dieta conduce al kwashiorkor .
Por lo tanto, el maíz convencional es un alimento básico de baja calidad, a menos que se consuma como parte de una dieta variada , lo cual está fuera del alcance de la mayoría de las personas en el mundo en desarrollo.
El maíz QPM produce entre un 70 % y un 100 % más de lisina y triptófano que las variedades más modernas de maíz tropical. Estos dos aminoácidos permiten al organismo sintetizar proteínas completas, eliminando así la desnutrición húmeda. Además, el triptófano se puede convertir en niacina, lo que teóricamente reduce la incidencia de pelagra .
Desarrollo
El maíz modificado con una calidad proteica mejorada se remonta a principios del siglo XX, pero un gran avance se produjo en la década de 1960 con la identificación del mutante opaco-2 por Oliver E. Nelson Jr. , Edwin T. Mertz y Lynn S. Bates. [ 2 ] Esta mutación aumentó significativamente el contenido de lisina y alteró la composición proteica del endospermo, demostrando que la calidad nutricional del maíz podía mejorarse mediante la variación genética. Trabajos posteriores identificaron mutantes adicionales, como floury2, con efectos similares. [ 3 ]
Aunque sus niveles de lisina y triptófano eran mejores que los del maíz convencional, la variedad opaca-2 presentaba rendimientos más bajos y un grano blando y harinoso, lo que la hacía más susceptible a la pudrición de la mazorca y al daño por insectos. Además, el sabor y la apariencia del grano no satisficieron a los consumidores, quienes finalmente rechazaron las variedades con mayor contenido proteico del mercado. [ 4 ]
Equipo Vasal-Villegas
Surinder Vasal y Evangelina Villegas comenzaron su investigación colaborativa a principios de la década de 1970 en el CIMMYT, combinando conocimientos especializados en mejoramiento vegetal y química de proteínas para mejorar la calidad nutricional del maíz. [ 5 ] [ 6 ]
Partiendo de descubrimientos previos de mutantes que alteran las proteínas, como opaque-2 y floury2 , desarrollaron estrategias de mejoramiento que combinaban el gen opaque-2 con modificadores genéticos para restaurar la textura dura del grano manteniendo una composición de aminoácidos mejorada. [ 6 ] Este enfoque permitió el desarrollo de germoplasma QPM agronómicamente competitivo adaptado a diversos entornos. [ 6 ]
Aunque las primeras variedades opacas-2 presentaban un desempeño agronómico deficiente y una aceptación limitada, los continuos esfuerzos de mejoramiento genético en el CIMMYT llevaron al desarrollo de variedades QPM con rendimiento, características de grano y calidad nutricional mejoradas para la década de 1980. [ 6 ] Estos avances sentaron las bases para una mayor difusión de QPM en África, Asia y América Latina. [ 7 ]
Sin embargo, la adopción del maíz con proteína de calidad fue inicialmente limitada, en parte porque las evaluaciones nutricionales predominantes en la década de 1970 enfatizaban la ingesta de energía sobre la calidad de la proteína, lo que redujo el interés en los cultivos enriquecidos con proteínas. [ 7 ] A principios de la década de 1990, el renovado apoyo internacional permitió al CIMMYT y a los programas asociados promover el maíz con proteína de calidad en África y otras regiones. Desde entonces, este tipo de maíz se ha adoptado en partes de África, Asia y América Latina. [ 7 ]
Genética
La mutación opaca-2 reduce la transcripción de las proteínas de almacenamiento de semillas relacionadas con la zeína que carecen de lisina y, como resultado, aumenta la abundancia de otras proteínas ricas en lisina. [ 8 ] La falta de zeína causa una textura blanda, lo que requiere un mayor desarrollo para el "endospermo duro o.2" que conduce a QPM. [ 9 ]
Impacto
El maíz con proteína de calidad (QPM) mejora la calidad nutricional de las dietas a base de maíz al aumentar la disponibilidad de aminoácidos esenciales, en particular lisina y triptófano, que son deficientes en el maíz convencional. [ 10 ] [ 11 ]
Estudios de alimentación humana y revisiones posteriores han encontrado que el QPM puede mejorar el crecimiento y el estado proteico en poblaciones dependientes del maíz. Un metaanálisis resumido en una revisión de 2011 informó que, en comparación con el maíz común, el consumo de QPM se asoció con un aumento promedio de 12 % en la altura y un aumento de 9 % en el peso entre los niños en estudios comunitarios. [ 10 ] Estudios anteriores también encontraron una retención de nitrógeno similar para el opaque-2/QPM y las fuentes de proteína de origen animal bajo algunas condiciones dietéticas. [ 7 ]
El QPM se ha implementado en múltiples regiones donde el maíz es un alimento básico importante. Una revisión de 2021 informó que las variedades de QPM se habían lanzado en más de 23 países para 2003, con aproximadamente 3,5 millones de hectáreas cultivadas en ese momento, y en 34 países para 2016. [ 11 ] La misma revisión informó que para 2019 el QPM ocupaba más de 1 millón de hectáreas en África subsahariana, alrededor de 150 000 hectáreas en 12 países latinoamericanos y alrededor de 250 000 hectáreas en Asia. [ 11 ]
Referencias
- ↑ Palit K. Kataki; Suresh Chandra Babu (2002). Kataki, Palit K.; Babu, Suresh Chandra (eds.). Sistemas alimentarios para una mejor nutrición humana: vinculando la agricultura, la nutrición y la productividad . The Journal of Crop Production monographic "separates". Binghamton, NY: Food Products Press. p. 193. ISBN 978-1-56022-103-6.
- ↑ Mertz, ET; Bates, LS; Nelson, OE (1964). "Gen mutante que cambia la composición proteica y aumenta el contenido de lisina del endospermo del maíz". Science . 145 (3629): 279– 280. doi : 10.1126/science.145.3629.279 . PMID 14171571 .
- ↑ Nelson, OE; Mertz, ET; Bates, LS (1965). "Segundo gen mutante que afecta el patrón de aminoácidos de las proteínas del endospermo del maíz". Science . 150 (3702): 1469– 1470. doi : 10.1126/science.150.3702.1469 . PMID 17782299 .
- ^ Nigussie, Mandefro; Tanner, D.; Twumasi-Afriyie, S., eds. (2002). Mejora de la contribución del maíz a la seguridad alimentaria en Etiopía: Actas del segundo taller nacional de maíz de Etiopía, 12-16 de noviembre de 2001, Addis Abeba, Etiopía (PDF) . Addis Abeba, Etiopía: Organización Etíope de Investigación Agrícola (EARO) y Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT). pag. 46.ISBN 92-9146-100-8.
- ↑ Crow, James F.; Kermicle, Jerry (2002). "Oliver Nelson y el maíz con proteína de calidad". Genetics . 160 (3): 819– 821. doi : 10.1093/genetics/160.3.819 .
- 1 2 3 4 Vasal, SK (2000). "La historia del maíz con proteína de calidad". Boletín de Alimentos y Nutrición . 21 (4). doi : 10.1177/156482650002100420 .
- 1 2 3 4 Scrimshaw, Nevin S. (2006). "Maíz con proteína de calidad". Boletín de Alimentos y Nutrición . 27 (3). doi : 10.1177/156482650602700310 .
- ↑ Shewry PR (noviembre de 2007). "Mejora del contenido y la composición de proteínas del grano de cereal". Journal of Cereal Science . 46 (3): 239– 250. doi : 10.1016/j.jcs.2007.06.006 .
- ↑ Prasanna B, Vasal SK, Kassahun B, Singh NN (2001). "Maíz con proteína de calidad". Current Science . 81 (10): 1308– 1319. JSTOR 24105845 .
- 1 2 Nuss, Emily T.; Tanumihardjo, Sherry A. (2011). "Maíz con proteína de calidad para África: cerrando la brecha de insuficiencia proteica en poblaciones vulnerables" . Advances in Nutrition . 2 (3): 217– 224. doi : 10.3945/an.110.000182 . PMC 3090170. PMID 22332054 .
- ^ Maqbool , Muhammad Amir ; Issa, AbduRahman Beshir; Khokhar, Ehtisham Shakeel (2021). "Maíz proteico de calidad (QPM): Importancia, genética, cronología de los diferentes eventos, estrategias de mejoramiento y adopción varietal". Mejoramiento de plantas . 140 (3): 375– 399. doi : 10.1111/pbr.12923 .
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