Los investigadores de Texas A&M AgriLife buscan aprender cómo cambiar la proporción de las dos moléculas de almidón que se encuentran en las papas (amilosa y amilopectina) para aumentar la capacidad culinaria y industrial aplicaciones.
Las papas cerosas, por ejemplo, tienen aplicaciones en las líneas de producción de bioplásticos, aditivos alimentarios, adhesivos y alcohol debido a su alto contenido en amilopectina.
Dos artículos publicados recientemente en el International Journal of Molecular Sciences y Plant Cell, Tissue, and Organ Culture describen cómo la tecnología CRISPR/Cas9 puede hacer avanzar el uso del cultivo vegetal más grande del mundo.
La tecnología CRISPR/Cas9 ha ampliado el conjunto de herramientas de los fitomejoradores y representa una forma más directa y rápida de incorporar los rasgos deseados en variedades comerciales populares de cultivos de papa.
En el primer estudio, destacado en el artículo Cultivo de células, tejidos y órganos vegetales, una línea de patata que contenía cuatro copias de gfp, un gen de medusa que permite una visualización basada en fluorescencia de la actividad del gen, fue objeto de mutación utilizando CRISPR/Cas9. sistema. En esencia, este proyecto proporcionó un rasgo fácil de ver que permitió a los investigadores optimizar la metodología.
Entre los diversos cultivares de papa evaluados en el primer estudio, la cepa Yukon Gold fue la que mejor regeneró, por lo que se utilizó para el segundo estudio. En el segundo estudio de desactivación, descrito en el International Journal of Molecular Sciences, el gen nativo gbss en la cepa tetraploide Yukon Gold fue el objetivo de eliminar de manera efectiva la amilosa. El resultado fue una patata con almidón rica en amilopectina y baja en amilosa.
"La información y el conocimiento que obtuvimos de estos dos estudios nos ayudarán a introducir otras características deseables en este cultivo tan importante", dijo Keerti Rathore, Ph.D., biotecnóloga de plantas de AgriLife Research en el Instituto de Genómica y Biotecnología de Plantas de Texas A&M y Departamento de Soil and Crop Sciences, dicho, citado por Eurekalert.
Isabel Vales, Ph.D., obtentora de papas de AgriLife Research en el Departamento de Ciencias Hortícolas de Texas A&M, señaló que las papas con niveles de almidón de bajos a medios se usan con frecuencia para productos frescos o de mesa. Otras consideraciones importantes para el mercado de productos frescos incluyen la apariencia del tubérculo, que incluye la textura de la piel, el color de la piel, el color de la pulpa y la forma del tubérculo. Las variedades especiales de papa con diferentes formas, como alevines, tamaños más pequeños y colores de piel y pulpa rojos, morados o amarillos, han ganado popularidad recientemente debido a su facilidad de cocción y mayor valor nutricional.
“La forma del tubérculo de papa es menos importante para fines industriales que para el consumo humano. Los tubérculos de papa con deformidades externas causadas por el estrés por calor o sequía u otros factores pueden redirigirse a innumerables usos, incluido el alimento para perros y ganado. Además, la fécula de patata puede producir etanol para combustible o en bebidas como el vodka; un sustituto biodegradable de los plásticos; adhesivos, aglutinantes, texturizantes y rellenos para la industria farmacéutica, textil, maderera, papelera y otros sectores. Para aplicaciones industriales, la cantidad y el tipo de almidón en una papa son consideraciones importantes”, mencionó Vales.
Los almidones más altos en amilopectina son deseables para los alimentos procesados
Stephany Toinga, Ph.D., asociada postdoctoral de Texas A&M AgriLife Research con Vales, dijo que los almidones con alto contenido de amilopectina son deseables para los alimentos procesados y otras aplicaciones industriales debido a sus propiedades funcionales únicas. Dichos almidones, por ejemplo, se prefieren para uso como estabilizador y espesante en productos alimenticios, así como emulsionantes en aderezos para ensaladas. El almidón de amilopectina se usa en alimentos congelados debido a su estabilidad de congelación y descongelación. Además, las papas con alto contenido de almidón de amilopectina producen más etanol que aquellas con alto contenido de otros almidones.
Según los expertos mencionados anteriormente, desarrollar cultivares de papa con almidón modificado podría abrir nuevas posibilidades. Las papas con una proporción alta de amilopectina a amilosa, como la variedad Yukon Gold editada genéticamente, tienen aplicaciones industriales además de los usos tradicionales. Las papas con altos niveles de amilosa y bajos niveles de amilopectina, por otro lado, serían preferidas para el consumo humano.
La amilosa actúa como fibra y no libera glucosa tan fácilmente como la amilopectina, lo que resulta en un índice glucémico más bajo y hace que las papas sean más aceptables para los diabéticos.
El almidón de tubérculo T2-7 podría encontrar aplicaciones industriales en los sectores papelero y textil, como las industrias de adhesivos/aglutinantes, bioplásticos y etanol. El almidón de tubérculo de esta cepa experimental, debido a su estabilidad de congelación y descongelación sin necesidad de modificaciones químicas, también debería ser útil en la producción de alimentos congelados. Las papas con amilopectina como forma exclusiva de almidón también deberían producir más etanol para uso industrial o para crear bebidas alcohólicas.
Como siguiente paso para estos estudios, la cepa T2-7 ha sido autopolinizada y cruzada con la cepa donante Yukon Gold y otros clones de patata para eliminar los elementos transgénicos.