Washington, DC, USA
November 25, 2013
A team of U.S. Department of Agriculture (USDA) scientists has developed a way to boost production of a beneficial plant compound called pterostilbene.
The discovery by Agricultural Research Service (ARS) scientists enables crop species to produce or increase production of pterostilbene. Stilbenes are a subgroup of beneficial plant phytochemicals called "polyphenols." The approach could pave the way for ramping up levels of potentially healthful pterostilbene in crops that normally produce it, such as grapes and berries.
ARS is USDA's principal intramural scientific research agency.
ARS molecular biologists Scott R. Baerson and Zhiqiang Pan and chemist Agnes Rimando headed the study. They and plant physiologist Franck Dayan, a coauthor, are with the ARS Natural Products Utilization Research Unit in Oxford, Miss. Another coauthor, ARS plant pathologist James Polashock, works with the agency's Genetic Improvement of Fruits and Vegetables Lab in Beltsville, Md., but is based in Chatsworth, N.J.
There are two stilbenes—resveratrol and pterostilbene—which may possess similar purported beneficial health properties. During their work, the team showed that a previously characterized and patented gene called SbOMT3, which they had isolated from the sorghum plant, is capable of converting resveratrol to pterostilbene. They then built on that conversion activity by co-expressing SbOMT3 with a stilbene-synthase gene, AhSTS3, that had been isolated from the peanut plant.
For the proof-of-concept study, both genes were successfully incorporated into the chromosomes of two different model host plants, Arabidopsis and tobacco. The two-gene strategy generated transgenic plants that were able to produce pterostilbene, the authors reported. The study results were published in Plant Biotechnology Journal in 2012.
An ARS patent, issued in 2010, describes the ability of SbOMT3 to produce transgenic plants that express pterostilbene, and describes the two-gene strategy.
Read more about this research in the November/December 2013 issue of Agricultural Research magazine.
Aumentando los niveles del pteroestilbeno en los cultivos
Un grupo de científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) ha desarrollado una manera de aumentar la producción de un compuesto beneficioso llamado pteroestilbeno en las plantas. ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU.
Este descubrimiento podría ayudar a especies de cultivos a producir o aumentar su producción de pteroestilbeno. Los estilbenos son un subgrupo de los fitoquímicos beneficiosos llamados polifenoles que ocurren naturalmente en plantas. El nuevo enfoque podría hacer posible el aumento de niveles del pteroestilbeno, el cual podría ofrecer beneficios para la salud humana, en los cultivos que ya lo producen, tales como las uvas y las bayas.
Biólogos moleculares Scott R. Baerson y Zhiqiang Pan y química Agnes Rimando fueron líderes del estudio. Ellos y fisiólogo de plantas Franck Dayan, quien es co-autor, trabajan en la Unidad de Investigación de la Utilización de Productos Naturales mantenida por el ARS en Oxford, Misisipi. Otro co-autor, patólogo de plantas James Polashock, trabaja con el Laboratorio del Mejoramiento Genético de Frutas y Hortalizas mantenido por el ARS en Beltsville, Maryland, pero Polashock está ubicado en Chatsworth, Nueva Jersey.
Hay dos estilbenos—resveratrol y pteroestilbeno—que podrían tener propiedades que ofrecen beneficios para la salud humana. Durante sus experimentos, los investigadores demostraron que un gen previamente caracterizado y patentado llamado SbOMT3, el cual los científicos aislaron de una planta de sorgo, tiene la capacidad de convertir resveratrol en pteroestilbeno. Los científicos luego aumentaron esa actividad de conversión con la expresión de ambos SbOMT3 y un gen llamado AhSTS3 que produce una sintasa de estilbeno. Ese gen fue aislado de una planta de cacahuete.
Para el estudio de prueba de concepto, los científicos exitosamente incorporaron ambos genes en los cromosomas en dos diferentes plantas hospederas, Arabidopsis y tabaco. Esta estrategia de utilizar dos genes generó plantas transgénicas que pudieron producir pteroestilbeno, según los autores. Los resultados del estudio fueron publicados en 'Plant Biotechnology Journal' (Revista de Biotecnología de Plantas) en el 2012.
Una patente concedida al ARS en el 2010 describe la capacidad de SbOMT3 de crear plantas transgénicas que producen pteroestilbeno, y describe la estrategia de utilizar los dos genes.
Lea más sobre esta investigación en la revista 'Agricultural Research' de noviembre-diciembre.
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