Análisis de las diferencias en los componentes activos antioxidantes de los tejidos de callos de bayas de Goji basado en la tecnología metabolómica
Lycium barbarum L., planta perteneciente a la familia de las solanáceas y al género Lycium, es una planta medicinal tradicional china incluida en la edición de 2020 de la Farmacopea de la República Popular China (en lo sucesivo, la "Farmacopea China"). Debido a su alto contenido en sustancias activas como polifenoles y alcaloides, tiene buenos efectos antibacterianos y antiinflamatorios, y un alto valor comestible y medicinal. La Administración de Alimentos y Medicamentos de China la ha incluido en el primer lote de catálogos homologados de alimentos medicinales y goza de gran aceptación en los mercados de productos sanitarios nacionales y extranjeros. Debido a la influencia de factores meteorológicos como la temperatura y la humedad en la calidad de las bayas de goji, Ningxia, Qinghai y otras provincias han sido siempre las principales zonas de producción de bayas de goji. Sin embargo, la producción agrícola tradicional sigue enfrentándose a importantes problemas, como los largos ciclos de crecimiento y la difícil regulación manual. La tecnología de cultivo de tejidos vegetales ofrece una solución a este problema.
El cultivo de tejidos vegetales es una técnica que regenera o transforma órganos vegetales aislados, células, etc. en plantas completas en medios de cultivo adecuados en condiciones estériles y controladas artificialmente. El tejido de callo es una célula de paredes finas en estado amorfo que se induce fácilmente a partir de órganos vegetales aislados. De acuerdo con la pluripotencia de las células vegetales, el tejido de callo de la baya del lobo tiene la misma información genética que las plantas naturales de baya del lobo, y su composición química y actividad biológica también tendrán un alto grado de similitud. En comparación con el cultivo agrícola tradicional, las condiciones para inducir el tejido calloso de la baya de goji mediante la tecnología de cultivo de tejidos vegetales son más controlables, y el ciclo de crecimiento del tejido calloso es más corto que el de las bayas de goji plantadas artificialmente. Por lo tanto, la inducción de tejido de callo de bayas de goji mediante el cultivo de tejidos vegetales amplía el acceso a los recursos de bayas de goji y favorece la satisfacción de la creciente demanda del mercado de bayas de goji. La metabolómica es una ciencia que estudia los tipos, cantidades y cambios de metabolitos con un peso molecular inferior a 1500 Da en los organismos vivos. Se utiliza ampliamente en el análisis de la composición de plantas naturales medicinales y comestibles como el Astragalus membranaceus y el ginseng. Sin embargo, el análisis actual de los componentes de las bayas de goji sigue limitándose a los frutos, flores, hojas, etc. de las bayas de goji cultivadas en condiciones naturales.
En este estudio se estableció un sistema estable de cultivo de callos de bayas de goji a partir de semillas de bayas de goji, se comparó la actividad antioxidante de los tejidos de callos inducida por diferentes combinaciones de reguladores del crecimiento vegetal y se realizó un análisis metabolómico para analizar la composición y las vías metabólicas de los tejidos de callos. El estudio exploró las fuentes de metabolitos antioxidantes en los tejidos de callos de bayas de goji, proporcionando una referencia para el desarrollo en profundidad y la aplicación diversificada de los recursos de bayas de goji.

Se estableció un sistema estable de cultivo de callos de bayas de goji utilizando segmentos de tallo obtenidos de plántulas estériles de semillas de bayas de goji como explantes para inducir tejido de callo, y se obtuvo tejido de callo de bayas de goji NB de alta actividad antioxidante. Mediante un análisis metabolómico no dirigido, se descubrió que la composición material y las diferencias en las vías metabólicas del tejido de callo de baya de goji contenían 752 compuestos, similares en principios activos a las plantas naturales y con mejor actividad antioxidante que éstas. En comparación con el DK, se observaron diferencias significativas en 55 metabolitos en el NB, entre los cuales 22 metabolitos estaban regulados al alza, incluidos metabolitos secundarios como la betaína con buena actividad antioxidante. Además, la lactosa y la lactulosa en NB son 11 veces superiores a las de DK. Estos azúcares, como metabolitos primarios, pueden convertirse en monosacáridos a través de la hidrólisis de la glucosidasa, y a través de la gluconeogénesis pueden generarse importantes precursores antioxidantes como la glutamina, promoviendo indirectamente la generación de metabolitos secundarios y aumentando la capacidad antioxidante en el tejido del callo de goji. Los resultados KEGG mostraron que metabolitos significativamente diferentes estaban enriquecidos en 20 vías metabólicas, principalmente a través de transportadores ABC, metabolismo de glicerofosfolípidos, biosíntesis de aminoacil tRNA y vías de biosíntesis de aminoácidos, regulando directa o indirectamente el crecimiento y la síntesis de metabolitos del tejido de callo de baya de goji.

Entre los 55 metabolitos diferenciales detectados, la betaína y los ácidos orgánicos han sido ampliamente estudiados, mientras que metabolitos secundarios como la berberina han sido raramente estudiados. La epiberberina tiene un buen efecto en la reducción de la acumulación de lípidos y es muy beneficiosa para la salud humana. En la actualidad, mediante el control de las condiciones externas para la inducción selectiva de metabolitos en el tejido del callo, se pueden enriquecer metabolitos específicos y obtener sustancias activas naturales derivadas de plantas seguras y fiables mediante métodos de separación y purificación. Khanam et al. aumentaron el rendimiento del aceite de menta añadiendo reguladores del crecimiento vegetal con diferentes estructuras químicas, lo que indica la viabilidad de regular los metabolitos secundarios en las plantas. Se espera que el cultivo de tejidos vegetales se convierta en una forma importante de obtener recursos de goji, proporcionando referencias para el desarrollo de recursos de goji, especialmente la producción industrial de metabolitos secundarios.