Uma planta de soja com reduzido conteúdo de rafinose e estaquiose, e alta quantidade de sacarose foi identificada por KERR e SEBASTIAN (2000). Estes autores demonstraram que a redução desses oligossacarídeos na planta PI200508 é controlada pelo alelo recessivo mips (gene que codifica a enzima mio-inositol 1-fosfato sintase). Quando frangos foram alimentados com ração preparada com soja de linhas que continham o genótipo MIPS MIPS e de linhas que continham o genótipo mips mips, a matéria seca digerida foi significativamente maior para a ração preparada com soja de linhas mips (PARSONS et al., 2000).
O alelo recessivo mips foi incorporado dentro de variedades de soja comercial. Estes cultivares são usados como fonte de proteínas e alimento. No entanto, os cultivares contendo o alelo mips têm um rendimento menor que os cultivares convencionais contendo o alelo MIPS, isto pode ter sido devido a uma influência negativa causada pelo alelo mips, ou devido ao fato do alelo não ter sido incorporado dentro de um cultivar muito produtivo. NEUS et al. (2005) demonstraram que as linhas mips têm significativamente menos rafinose e estaquiose, e, aumentado conteúdo de sacarose que as linhas MIPS. A soja foi capaz de se adaptar a redução desses açúcares sem afetar a morfologia das folhas, o tamanho da planta e as características da semente.
Em soja, mais de 60 % do fósforo inorgânico está na forma de fitato ou ácido fítico (mio-inositol 1,2,3,4,5,6-hexafosfato). O fosfato presente no fitato não é absorvido por animais não-ruminantes porque eles não possuem a enzima fitase, necessária para hidrolisar o fitato. Portanto, é comum suplementar os
produtos de soja com fósforo inorgânico, ou com a enzima fitase para aumentar a disponibilidade de fósforo. A adição de fósforo inorgânico aumenta o custo da alimentação, e, o fosfato presente no fitato que não é digerido é eliminado nos excrementos pelos animais contribuindo para a poluição dessas áreas (MEIS et al., 2003). Portanto, várias pesquisas foram conduzidas para obter uma variedade de soja com baixo conteúdo de fitato.
Em plantas, a via biossintética dos GO e fitato usa o mio-inositol 1-fosfato, como intermediário, portanto, o mio-inositol livre é um substrato comum para as duas vias. O mio-inositol 1-fosfato é sintetizado pela enzima mio-inositol 1-fosfato sintase (EC 5.5.1.4, MIPS) a partir de glicose-6-P. O mio-inositol 1-fosfato pode ser convertido em fitato, a forma mais abundante de fosfato em sementes (RABOY et al., 2001; RABOY, 2002), ou ser convertido em mio-inositol e depois em galactinol pela enzima galactinol sintase. Neste caso, o mio-inositol 1-fosfato é direcionado para a via de síntese dos GO.
A busca por variedades com reduzido conteúdo de fitato, levou alguns autores a manipularem o gene da MIPS, com o objetivo de bloquear a síntese de mio-inositol 1-fosfato, e conseguir reduzir o conteúdo de fitato. Como conseqüência, as variedades de soja manipuladas apresentaram fenótipo de baixo conteúdo de GO.
SEBASTIAN et al. (2000) obtiveram linhas mutantes de soja com grande decréscimo nos níveis de rafinose e estaquiose. Um alelo recessivo, mips, desenvolvido por mutagênise química no gene da enzima mio-inositol 1-fosfato sintase (MIPS) causou significativamente redução no conteúdo dos GO e fitato em sementes de soja. As linhas de soja com o genótipo mips mips apresentaram um conteúdo de rafinose e estaquiose de 10 e 5 μmol.g-1
, respectivamente, enquanto as linhas de soja convencionais, contendo o genótipo Mips Mips, apresentaram um conteúdo de rafinose e estaquiose de 20 e 75 μmol.g-1
, respectivamente.
HITZ et al. (2002) observaram que uma mutação induzida no gene que codifica a enzima mio-inositol 1-fosfato sintase, em sementes de soja, confere um fenótipo com nível elevado de fosfato inorgânico, e, conseqüente decréscimo de fitato e GO. A mutação resultou na troca de um resíduo de aminoácido, lisina 396, para asparagina. Esta troca causou decréscimo na atividade específica da mio-inositol 1-fosfato sintase de aproximadamente 90%, e, conseqüentemente o
decréscimo de mio-inositol 1-fosfato. O genótipo originado apresentou reduzido conteúdo de GO e não teve problemas com o vigor da muda, mas as suas sementes não foram viáveis. Em estudos posteriores, HITZ et al. (2004) conseguiram uma soja viável, que produz sementes com reduzidos níveis de GO e ácido fítico.
Uma nova variedade de soja com reduzido conteúdo de fitato foi obtida pelo estudo de NUNES et al. (2006). Estes autores conseguiram através da técnica RNA de interferência (RNAi) silenciar o gene que codifica a enzima mio- inositol 1-fosfato sintase (GmMIPS1) em soja. Os resultados demonstraram que o silenciamento do gene GmMIPS1 foi efetivo e a variedade mutante teve uma redução drástica de fitato (94,5 %). Os autores ressaltaram a importância comercial da soja transgênica, por esta apresentar elevado nível de fósforo e alta redução de fitato. Nenhum estudo sobre o conteúdo dos GO na variedade mutante foi realizado.
Segundo OBENDORF et al. (1998), o potencial da estaquiose em produzir problemas gastrointestinais iniciou a pesquisa por genótipos de soja com baixo conteúdo de estaquiose. Até o presente momento, as variedades mutantes de soja que apresentam redução no conteúdo dos GO, foram obtidas de estudos que envolvem o gene da enzima mio-inositol 1-fosfato sintase. Esta enzima atua no início da via de biossíntese dos GO, causando alteração na quantidade de todos os componentes envolvidos na via.
Até o momento, não foram desenvolvidos trabalhos para reduzir apenas a quantidade de estaquiose, uma vez que em sementes de soja, este açúcar é mais abundante que a rafinose (GUIMARÃES et al., 2001; VIANA et al., 2005), e, é o principal causador de flatulência em humanos. A busca por uma variedade de soja que apresente redução nos níveis de estaquiose é de grande interesse, e isto requer o conhecimento da seqüência e a manipulação do gene que codifica a enzima estaquiose sintase.