Efecto de condiciones foto-autotróficas en cultivares de Stevia Rebaudiana B. sobre la producción de Esteviol glicósidos.

Abstract

Stevia rebaudiana (Bertoni) Bertoni (Asteraceae) se considera una especie única debido a la producción en sus hojas de metabolitos especializados; diterpenos del tipo esteviol glicósidos, que le confieren múltiples usos, no sólo en el mercado de edulcorantes, sino también en la agricultura, la ganadería, la industria farmacéutica y la cosmetología. En el mundo existe una gran expectativa sobre su cultivo y es considerada una planta ideal para estudiar patrones de glicosilación de estos metabolitos. A pesar de los múltiples estudios que se realizan en esta especie, las enzimas involucradas en la síntesis de esteviol glicósidos y sus mecanismos de regulación in vivo, no han sido totalmente descritos. El manejo adecuado de factores genéticos y ambientales puede provocar cambios favorables para la acumulación de diterpenos glicosilados. Con el objetivo de demostrar que las condiciones foto-autotróficas generan cambios morfológicos favorables para la síntesis de esteviol glicósidos en S. rebaudiana, en comparación con los métodos de micropropagación convencional; se estudiaron los contenidos de steviosido y rebaudiosido A y la expresión génica de SrKA13H, SrUGT74G1 y SrUGT76G1 para los cultivares Morita II y Criolla. Los mayores niveles de expresión de los genes estudiados se registraron para el cultivar Morita II. La producción de rebaudiósido A fue 9,69 veces mayor en el cultivar Morita II, que acumuló 3,4 veces menos esteviósido, que el cultivar Criolla. Cuando el cultivar Morita II creció bajo diferentes intensidades de luz, los niveles de transcripción de los genes SrKA13H, SrUGT74G1 y SrUGT76G1 aumentaron a mayores intensidades lumínicas, favoreciendo la producción de esteviol glicósidos. Se encontró que la mezcla de sustratos turba más zeolita favoreció todos los parámetros fisiológicos estudiados, así como la mayor producción de esteviósido y rebaudiósido A, importantes para la industria alimentaria y farmacéutica. Durante la transición de condiciones mixo-tróficas (enraizamiento in vitro) a condiciones foto-autotróficas (aclimatación ex vitro), los niveles de transcripción génica de SrKA13H, SrUGT74G1 y SrUGT76G1 y la producción de diterpenos glicosilados aumentaron significativamente en plantas de S. rebaudiana (cv. Morita II). Comparamos tres métodos de cultivo medio semisólido, medio líquido y biorreactores de inmersión temporal en términos de biomasa y producción de glucósidos de esteviol. Se observó mayores indicadores de calidad morfológica de brotes cultivados en biorreactores de inmersión temporal con respecto a los otros métodos de cultivo. A su vez, se registró mayor contenido de glucósidos de esteviol total en las plantas crecidas en biorreactores de inmersión temporal, demostrándose que este sistema de cultivo in vitro es un método eficiente para la obtención de metabolitos especializados con alto poder edulcorante como el rebaudiósido A y el esteviósido.