Multiómicas de una población de arroz identifican genes y regiones genómicas que conferen bajo índice glucémico y alto contenido de proteína

Para contrarrestar la creciente incidencia de diabetes y satisfacer las necesidades diarias de proteína, creamos variedades de arroz con bajo índice glucémico (IG) y un contenido de proteína (CP) superior al 14%. En el desarrollo de líneas recombinantes endogámicas utilizando Samba Mahsuri y IR36 extensor de amilopectina (IR36ae) como líneas parentales, identificamos loci de rasgos cuantitativos y genes asociados con bajo IG, alto contenido de amilopectina (CA) y alto CP. Al integrar técnicas genéticas con modelos de clasificación, este enfoque integral identificó genes candidatos en el cromosoma 2 (qGI2.1/qAC2.1 abarcando la región de 18.62 Mb a 19.95 Mb), ejerciendo influencia sobre IG bajo y alto contenido de amilopectina. Notablemente, la variante fenotípica de alto valor fue asociada con el alelo recesivo de la enzima ramificante de almidón 2b (sbeIIb). La línea editada genéticamente sbeIIb confirmó el fenotipo de bajo IG en granos de arroz molido. Además, combinaciones de alelos creadas por los SNPs altamente significativos de las asociaciones dirigidas y genes que interactuaban epistáticamente mostraron fenotipos de IG ultrabajo con alto contenido de amilopectina y alta proteína. El análisis metabolómico de arroz con CA, CP e IG variables reveló que las líneas superiores de alto CA y CP, y bajo IG estaban enriquecidas preferentemente en metabolismos glucolíticos y de aminoácidos, mientras que las líneas inferiores de bajo CA y CP y alto IG estaban enriquecidas con metabolismo de ácidos grasos. La línea recombinante endogámica de alto contenido de amilopectina y alta proteína (HAHP₁01) estaba enriquecida en aminoácidos esenciales como la lisina. Tales líneas pueden ser de gran relevancia para el desarrollo de productos alimenticios para abordar la diabetes y la desnutrición.