Nivel de metionina en proteína de maíz (Zea mays L) determinada mediante un biosensor de aminoácido.

Abstract

El maíz (Zea mays L.) es el cultivo más importante en México debido a factores culturales, económicos y alimentarios. Por ello existe un creciente interés por elevar la calidad y cantidad de aminoácidos en dicho cultivo, el cual es básico para la alimentación y fuente de nutrientes para millones de personas en el mundo. Por lo que el objetivo del presente trabajo fue identificar genotipos élite de maíz con alto contenido de meti onina y desarrollar técnicas bioquímicas y biotecnológicas que permitan la caracterización de los mismos. El experimento tuvo un diseño completamente al azar con cuatro repeticiones por genotipo. Se evaluaron 277 genotipos de maíz distribuidos en tres grupos conformados por líneas puras, sintéticos y criollos mejorados, con contenido desconocido de proteína y metionina. El contenido de proteína y de metionina se evaluó por métodos colorimétricos, para el caso de proteína (Bradford, 1976) y la cuantificación de la concentración de metionina a través del crecimiento bacteriano de un biosensor de Escherichia coli (E. coli) auxotrófico de metionina. Por cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC), se validó la concentración de metionina obtenida con el mutante de E. coli en solo dos genotipos de maíz con contenido contrastante de metionina. El contenido de proteína presentó diferencias altamente significativas en los tres grupos analizados (p ≤ 0.05). Se encontraron valores de proteína en el rango de 6.92 a 17.04 mg g-1 de peso seco en los granos de los grupos de maíz analizados. El biosensor de E. coli auxotrófico de metionina mostró una gran sensibilidad a la detección de la metionina en pequeñas concentraciones de este aminoácido (r2˃0.97). Los valores de concentración de metionina obtenidos de los tres grupos fueron de 0.11 a 10.10 µg mL-1. El método de HPLC valido los resultados obtenidos por el biosensor en los genotipos de maíz CML-449-1 (alta metionina) y 486-S2-23 (baja metionina) mostrando valores relativos de 5.38 y 2.16, respectivamente. El 5% de las accesiones demostraron ser prometedoras para mejoramiento genético en metionina. _______________ LEVEL OF METHIONINE IN MAIZE PROTEIN (Zea mays L.) DETERMINED BY MEANS OF AN AMINO ACID BIOSENSOR. ABSTRACT: Maize (Zea mays L.) is the most important crop in Mexico due to cultural, economic and dietary factors. There is growing interest in improving the quality and quantity of amino acids in different crops, particularly maize, which is one of the staple crops and nutrient source for millions of people worldwide. The aim of this work was the identification of elite maize genotypes with high methionine content, and the development of biochemical and biotechnological techniques to enable their characterization. The experiment had a completely randomized design with four replications per genotype. A number of 277 maize genotypes distributed in three groups, namely pure lines, synthetic and improved creole varieties, with unknown protein and methionine content, were evaluated. The protein and methionine contents were assessed by colorimetric methods. The protein content was determined by the Bradford method (Bradford, 1976) and the quantification of methionine by bacterial growth of a biosensor of Escherichia coli (E. coli) auxotrophic for methionine. The results obtained with the mutant E. coli were validated by high performance liquid chromatography (HPLC) in two maize genotypes with contrasting methionine content. The protein content showed highly significant differences in the three groups analyzed (p ≤ 0.05). Protein content values were in the range of 6.92 to 17.04 mg g-1 grain dry weight. The biosensor E. coli auxotrophic for methionine showed high sensitivity to the detection of methionine in small concentrations (r2˃0.97). The concentration values of methionine in the three maize groups ranged from 0.11 to 10.10 µg mL-1. The HPLC method validated the methionine content indicated by the biosensor in two contrasting maize genotypes, namely CML-449-1(high methionine) and 486-S2-23 (low methionine). These genotypes displayed a difference in the curve area corresponding to the values of methionine 5.38 and 2.16, respectively. Five percent the maize genotypes proved by probability to be possibly useful for genetic improvement for methionine.