AGL2017-85368-P

IP1. Sergio G. Atienza. IP2. Dámaso Hornero Méndez

 

 

Título del proyecto: Desarrollo de estrategias para la modificación del perfil de carotenoides y sus ésteres en trigo y tritórdeo

Acrónimo: Carot4Wheat

Duración: 1/1/2018 a 31/12/2021

Proyecto financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad y cofinanciado con fondos FEDER.


TITLE OF THE PROJECT: Development of strategies for the modification of the carotenoid profile and carotenoid esters in wheat and tritordeum

ACRONYM: Carot4Wheat

From: 1/1/2018 to 31/12/2021

Funding: Ministerio de Economía y Competitividad. Cofunded by FEDER

 

Resumen

Este proyecto se encuadra en la línea de investigación para la mejora del contenido de carotenoides en grano de trigo y tritórdeo y en la puesta en valor de los recursos fitogenéticos para la mejora de especies cultivadas y supone una continuación del proyecto AGL2014-53195R. La presente propuesta tiene un marcado carácter multidisciplinar desde la mejora genética, la genómica, la citogenética, la bioquímica y la fitoquímica. La integración de investigadores especialistas en distintos campos permite un uso más eficiente de los recursos, la optimización del diseño de experimentos y una mejor interpretación de los resultados al considerar los datos obtenidos desde puntos de vista muy diferentes y complementarios.
La temática de este proyecto se engloba en el reto número 2: Seguridad, calidad alimentaria; actividad agraria productiva y sostenible; sostenibilidad de recursos naturales, investigación marina y marítima, según la orden de bases que regula la presente convocatoria. En concreto la propuesta va dirigida a la mejora de la calidad alimentaria y el uso de recursos naturales para mejorar la sostenibilidad de la agricultura y asegurar la producción de alimentos nutritivos para toda la población.

Los objetivos generales del proyecto pretenden desarrollar nuevos materiales vegetales que permitan una diversificación de la producción de trigo y avanzar en el estudio de la genética de la esterificación utilizando tanto el genoma de H. chilense como modelo como la diversidad disponible en trigo.

Los materiales a desarrollar servirán para la obtención de nuevas variedades con mayor calidad que permitan acceder a mercados con mayor valor añadido. Del mismo modo, las poblaciones de mapeo que se desarrollarán servirán para nuevos estudios genéticos más precisos sobre todo en relación con el estudio de la base genética de la esterificación de carotenoides, proceso poco conocido y con importancia potencial para mejorar la retención de los carotenoides durante el almacenamiento y procesado de los granos de trigo y tritórdeo. Además, este conocimiento sería de aplicación directa a la comprensión de este proceso en otras especies, y la mejora en el contenido de carotenoides de muchos frutos.

PALABRAS CLAVE: Calidad, trigo, tritórdeo, carotenoides, esterificación


Abstract
This project belong to our research lines for the improvement of the carotenoid content in grains of wheat and tritordeum and for the characterization and utilization of plant genetic resources in breeding. Thus, the objectives pursued in this new proposal constitute a continuation of the results obtained in our previous project (AGL2014-53195-R).
The current proposal uses a multidisciplinary approach considering genetic, genomics, citogenetics, biochemistry and phytochemistry disciplines. The integration of researchers with expertise in all these areas allows a more efficent use of the resources, the optimization of experimental designs, and a better interpretation of the results since data are considered from different and complementary points of view.

The project theme is focused to the challenge number 2: “Security, food quality, sustainable agriculture,….” according the Call for projects regulation. The major goal of the proposal is the improvement of food quality and the use of natural resources for a more sustainable agriculture and to meet new quality requeriments.

The project aim the develoment of new plant materials to diversify wheat production. Besides it will allow the advance in the knowledge regarding lutein esterification in cereals using both wheat and H. chilense.

The new plant materials will serve as breeding material for the development of new wheat varieties adapted to prime quality markets. Besides, the mapping populations obtained in this project will allow the development of further genetic studies for the investigation of the genetic bases of lutein esterification. This is important to enhance lutein retention during storage and grain processing in wheat and tritordeum. Furthermore, this knowledge would be of application for the enhancement of carotenoid content in a wide variety of plant species.

KEY WORDS: Quality, wheat, tritordeum, carotenoids, esterification

tu futuro”.

 

1. Avila CM, Palomino MC, Hornero-Méndez D, Atienza SG (2019). Identification of candidate genes for lutein esterification in wheat (Triticum aestivum L.) using physical mapping and genomic tools. Crop & Pasture Science 70: 567-574
https://doi.org/10.1071/CP18531.

Enlace a digital CSIC.  Enlace a publicación definitiva (CSIRO Publishing).


2. Mattera MG, Hornero-Méndez D, Atienza SG (2020) Carotenoid content in tritordeum is not primarily associated with esterification during grain development. Food Chemistry 310: 125847 https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.125847

Enlace a digital CSIC. Enlace a publicación definitiva (Elsevier)


3. Meléndez-Martínez, A. J., Mapelli-Brahm, P., Hornero-Méndez, D. and Vicario, M.I. (2019). Structures, Nomenclature and General Chemistry of Carotenoids and Their Esters. In Carotenoid Esters in Foods: Physical, Chemical and Biological Properties. A.Z. Mercadante (Ed). Royal Society of Chemistry, London, (ISBN 978-1-78801-242-3). Chapter 1, pp 3-50.

Enlace a digital CSIC. 


4. Hornero-Méndez, D. (2019). Occurrence of Carotenoid Esters in Foods. In Carotenoid Esters in Foods: Physical, Chemical and Biological Properties. A.Z. Mercadante (Ed). Royal Society of Chemistry, London, (ISBN 978-1-78801-242-3). Chapter 7, pp 181-284.

Enlace a digital CSIC.


5. Requena-Ramírez MD, Atienza SG, Hornero-Méndez D, Rodríguez-Suárez C (2020) Mediation of a GDSL esterase/lipase in carotenoid esterification in tritordeum suggests a common mechanism of carotenoid esterification in Triticeae species. Frontiers in Plant Science 11:2032

https://doi.org/10.3389/fpls.2020.592515


6. Hornero-Méndez, D. (2020) A Routine Method for the Extraction and HPLC-DAD Profiling of Major Plant and Food Carotenoids. In Plant and Food Carotenoids: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology, vol. 2083, M. Rodríguez-Concepción and R. Welsch (Eds.), Springer Science+Business Media, LLC. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-9952-1_9, Chapter 9, pp 117-134.


7. Requena-Ramírez MD, Hornero-Méndez D, Rodríguez-Suárez C, Atienza SG (2021) Durum Wheat (Triticum durum L.) Landraces Reveal Potential for the Improvement of Grain Carotenoid Esterification in Breeding Programs. Foods 10: 4 DOI: 10.3390/foods10040757


8. Ávila CM, Rodríguez-Suárez C, Atienza SG (2021) Tritordeum: creating a new crop species – the successful use of plant genetic resources. Plants 10: 1029. https://doi.org/10.3390/plants10051029


 

9. Rodríguez-Suárez C, Requena-Ramírez MD, Hornero-Méndez D, Atienza SG (2022). Chapter 4: The breeder’s tool-box for enhancing the content of esterified carotenoids in wheat: From extraction and profiling of carotenoids to marker-assisted selection of candidate genes. En: Carotenoids: Carotenoid and apocarotenoid biosynthesis, metabolic engineering and synthetic biology. pp. 99-125. Editor. Eleanore T. Wurtzel. Book series: Methods in Enzymology. Editorial: Academic Press. Elsevier.


10. Requena-Ramírez MD, Rodríguez-Suárez C, Flores F, Hornero-Méndez D, Atienza SG (2022). Marker-trait associations for total carotenoid content and individual carotenoids in durum wheat identified by genome-wide association analysis. Plants 11, 2065. https://doi.org/10.3390/plants11152065


 

Ponencia invitada

XXXVIII Asamblea del Instituto de la Grasa

Biofortificación de carotenoides en trigo duro utilizando el contenido de xantofilas esterificadas.


Comunicaciones orales

1.II Spanish Symposium on Physiology and Breeding of Cereals. 6-7 March 2019, Córdoba (Spain)

Ávila CM, Palomino MC, Hornero-Méndez D, Atienza SG (2019). Physical mapping of genes for lutein esterification in chromosome 7D of common wheat.2. Ávila CM, Palomino MC,


2. II Reunión Nacional sobre Carotenoides en microorganismos, plantas, alimentación y salud. Granada, 7-8 Nov, 2019.

Ávila CM, Palomino MC, Hornero-Méndez D, Atienza SG. Identification of candidate genes for carotenoid esterification in common wheat using physical mapping and genomic tools.


3. III Spanish Symposium on Physiology and Breeding of Cereals. 17-18 November 2020, Pamplona (Spain) (online due to covid-19 pandemy)

Requena-Ramírez MD, Hornero-Méndez D, Atienza SG, Rodríguez-Suárez C. Mediation of a GDSL esterase/lipase in carotenoid esterification in tritordeum suggests a common mechanism of carotenoid esterification in cereals.


4. XLII Congreso de la Sociedad Española de Genética (SEG2021). 14-18 Junio 2021 (online due to covid-19 pandemy). (Selected flash talk).

Requena-Ramírez MD, Atienza SG, Hornero-Méndez D, Rodríguez-Suárez C. A GDSL esterase/lipase mediates lutein esterification in tritordeum being a strong candidate for the improvement of carotenoid stability in related cereals.


5. Symposium on physiology and breeding of cereals. 16-17 Diciembre 2021.

Requena-Ramírez MD, Hornero-Méndez D, Rodríguez-Suárez C, Atienza SG. Durum wheat (Triticum durum L.) landraces reveal potential for the biofortification of carotenoids in grain.


Comunicaciones tipo póster

1. IX Congreso Científico de Investigadores en Formación de la Universidad de Córdoba: Nuevos desafíos, nuevas oportunidades. 3-6 Mayo 2021. Córdoba.

Requena-Ramírez MD, Atienza SG, Hornero-Méndez D, Rodríguez-Suárez C. Mediation of a GDSL esterase/lipase in carotenoid esterification in tritordeum suggests a common mechanism of carotenoid esterification in Triticeae.


2. XVI Congreso Nacional Ciencias Hortícolas. 17-22 Octubre 2021. Córdoba. 

M.D. Requena-Ramírez, D. Hornero-Méndez, C. Rodríguez-Suárez, S.G. Atienza. Variedades locales de trigo duro revelan potencial para la biofortificación de carotenoides en grano. 


3. 6th Conference of Cereal Biotechnology and Breeding. 3-5 November 2021. Budapest (Hungary)

Requena-Ramírez MD, Hornero-Méndez D, Rodríguez-Suárez C, Atienza SG. Durum wheat (Triticum turgidum L.) landraces reveal potential for the biofortification of carotenoid esters in grain.


4. From seed to pasta IV. 25-29 October 2022. Bologna (Italy)

Rodríguez-Suárez C, Requena-Ramírez MD, Hornero-Méndez D, Atienza SG (2022) Carotenoid biofortification of durum wheat through inter-specific breeding.


5. 2nd International Wheat Congress. 11-15 Septiembre 2022. Pekin (China)

Rodríguez-Suárez C, Requena-Ramírez MD, Hornero-Méndez D, Atienza SG (2022). Introgression of XAT-7Hch into durum wheat.


6. X Congreso Nacional de mejora Genética de Plantas. 19-22 Octubre 2022. Pontevedra (España)

Rodríguez-Suárez C, Requena-Ramírez MD, Hornero-Méndez D, Atienza SG (2022) Biofortificación de carotenoides en trigo duro utilizando xantofilas estericadas.


 

 

Meléndez-Martínez, A.J., Mandić, A.I., Bantis, F., Böhm, V., Borge, G.I.A., Brnčić, M., Bysted, A., Cano, M.P., Dias, M.G., Elgersma, A., Fikselová, M., García-Alonso, J., Giuffrida, D., Gonçalves, V.S.S., Hornero-Méndez, D., Kljak, K., Lavelli, V., Manganaris, G.A., Mapelli-Brahm, P., Marounek, M., Olmedilla-Alonso, B., Periago-Castón, M.J., Pintea, A., Sheehan, J.J., Šaponjac, V.T., Valšíková-Frey, M., Van Meulebroek, L., O’Brien, N. (2021) A comprehensive review on carotenoids in foods and feeds: status quo, applications, patents, and research needs. Critical Reviews in Food Science and Nutrition (2021) doi: 10.1080/10408398.2020.1867959


Ávila CM, Requena-Ramírez MD, Rodríguez-Suárez C, Flores F, Sillero JC, Atienza SG (2021). Genome-Wide Association Analysis for Stem Cross Section Properties, Height and Heading Date in a Collection of Spanish Durum Wheat Landraces. Plants. 10: 1123. https://doi.org/10.3390/plants10061123

 

Atienza SG; Sillero JC; Pérez de Luque A; Ávila CM. (2019-01-16). Potencial de variedades locales para la mejora del trigo duro. Plataforma de asesoramiento y transferencia del conocimiento agrario y pesquero en Andalucía.

Enlace


Atienza SG, Sillero JC, Ávila CM (13-05-2020). Estudio agronómico de variedades locales de trigo duro. Plataforma de asesoramiento y transferencia del conocimiento agrario y pesquero en Andalucía.

Enlace


Hornero-Méndez D (2020). Carotenoid functions in plants. COST Action EUROCAROTEN (CA15136) Scientific Newsletter 9, 1-11.2


 

Directores: Cristina García Viguera/Dámaso Hornero Méndez

Tipo docencia: Cursos de verano de la UIMP (Universidad Internacional Menéndez Pelayo)
Ambito: Oficial
Nombre curso: El color de los alimentos vegetales: cuando la atracción se convierte en beneficio
Fecha impartición: 08-10/07/2019
Horas totales del curso: 0,5 ECTS
Entidad organizadora: Universidad Internacional Menéndez Pelayo (UIMP)

Dámaso Hornero. Ponencia: Pigmentos carotenoides en alimentos. Algo más que atracción visual.

Cursos de verano de la UIMP (Universidad Internacional Menéndez Pelayo)

Nombre curso: El color de los alimentos vegetales: cuando la atracción se convierte en beneficio

 


 

Sergio G. Atienza. Ponencia: Color en cereales y productos derivados.

Cursos de verano de la UIMP (Universidad Internacional Menéndez Pelayo)

Nombre curso: El color de los alimentos vegetales: cuando la atracción se convierte en beneficio

 


 

Dámaso Hornero Méndez. Profesor en el Máster Universitario en “Ciencia y Tecnología de Aceites y Bebidas Fermentadas” por la Universidad Pablo de Olavide, de Sevilla. Asignatura: “Bioquímica de Pigmentos Carotenoides”. Noviembre 2020, 2.5 horas. Curso 2020-2021

 


 

Damaso Hornero Méndez. Grupo de Química y Bioquímica de Pigmentos. Instituto de la Grasa (CSIC).

Sergio Gustavo Atienza Peñas. Departamento de Mejora Genética. Instituto de Agricultura Sostenible (CSIC)

Antonio Martín Muñoz. Departamento de Mejora Genética. Instituto de Agricultura Sostenible (CSIC)

Cristina Rodríguez Suárez. Personal investigador contratado.


Personal técnico

María del Carmen Ramírez Alcántara. Dpto. Mejora Genética. Instituto de Agricultura Sostenible (CSIC)


 

Becas FPI asociadas al proyecto.

María Dolores Requena Ramírez. PRE2018-084037

  • Correo electrónico: sgatienza@ias.csic.es
  • Edificio principal IAS – Planta primera
  • Teléfono: 957-499260

Proyecto AGL2017-85368-P financiado por MCIN/ AEI /10.13039/501100011033/ FEDER “Una manera de hacer Europa”

MDRR ha recibido la Ayuda PRE2018-084037 financiada por MCIN/AEI /10.13039/501100011033 y FSE “El FSE invierte en tu futuro”.

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