Las pérdidas masivas en el cultivo de hortalizas número uno de los Estados Unidos, las papas, no se deben solo a plagas o sequía, sino a daños en el manejo y almacenamiento de las papas durante los nueve meses de almacenamiento que generalmente sufren en su camino a el supermercado como patatas frescas o como patatas fritas o patatas fritas.
Un enfoque bioquímico que busca identificar las características genéticas del proceso de cicatrización de heridas en la papa ha tenido éxito en un proyecto liderado por Dylan Kosma, bioquímico del College of Agricultura, Biotecnología y Recursos Naturales en la Universidad de Nevada, Reno.
En su trabajo, completado como parte de la investigación de la Estación Experimental del Colegio, Kosma ha identificado los primeros factores de transcripción conocidos por regular la deposición de componentes que forman la piel que se forma durante el proceso de curación de heridas en las papas.
Dylan Kosma:
“Estamos trabajando en factores de transcripción de proteínas. Puede pensar en factores de transcripción como el interruptor principal en un panel eléctrico o caja de interruptores, con 15 circuitos bajo control del interruptor principal. Encontrar el interruptor principal y cómo funciona para activar el proceso de cicatrización de heridas en las patatas es clave ".
Un componente importante de la cicatrización de las heridas del tubérculo de papa es la deposición de un material corchoso que constituye una gran proporción de la "piel" que cubre los sitios de las heridas, la suberina. Suberin es un polímero lipídico que producen todas las plantas y es un componente importante de los tejidos de cicatrización de heridas en las patatas.
Si bien este tejido que cura heridas se puede encontrar en casi todas las plantas, todavía se sabe relativamente poco sobre su composición y función. Se sabe aún menos sobre los controles genéticos de la formación de suberina en las heridas.
La producción deficiente de suberina durante el proceso de cicatrización de heridas es uno de los principales culpables de las pérdidas de papa después de la cosecha. Las diferentes variedades de papa se curan mejor que otras. La cicatrización eficaz de las heridas y la producción de suberina asociada son fundamentales para sellar los sitios de las heridas de los tubérculos a fin de evitar la entrada de patógenos y las pérdidas asociadas de tubérculos durante el almacenamiento.
Dylan Kosma:
“Estamos usando el modelo de la papa para comprender la biosíntesis y la regulación de la suberina. Usaremos estudios genéticos para ayudar a los criadores de papas a encontrar la combinación correcta de genes para el cultivo de papas con una mejor capacidad de curación de heridas y una vida útil mejorada para ayudar a reducir las pérdidas poscosecha ”.
El trabajo no se realizará solo en el laboratorio bajo un microscopio. Kosma está cultivando un invernadero lleno de patatas en los invernaderos de clima controlado de la universidad. Usando los cultivos de invernadero, el equipo ha utilizado la edición basada en CRISPR, una técnica de ingeniería genética, para identificar los genes en la papa para comprender mejor la función de estos interruptores maestros que activan la deposición de suberina en la herida.
Postdoctorado con patatas Dylan Kosma:
“El objetivo general es determinar la función de estos nuevos factores de transcripción en la regulación del proceso de cicatrización de heridas y determinar su papel en las diferentes tasas de cicatrización de heridas de tubérculos en cultivares de astillado comerciales. Si pueden curarse mejor y más rápido, podemos reducir las pérdidas de almacenamiento. Como la proverbial manzana podrida, una mala pata echa a perder el montón ".
Es inevitable que se produzcan daños físicos a las patatas en forma de heridas y desollado durante la cosecha y el transporte a las instalaciones de almacenamiento. La mala cicatrización de las heridas y la posterior infección por patógenos es uno de los principales culpables de las pérdidas de almacenamiento posteriores a la cosecha.
Algunos cultivares comerciales, plantas producidas por mejoramiento selectivo, como la variedad Atlantic, tienen características deseables para las papas fritas, pero poca capacidad de cicatrización de heridas y, como resultado, mayores pérdidas durante el almacenamiento.
Kosma comenzó esta investigación hace cuatro años con una subvención de la National Science Foundation. Continúa rastreando los interruptores maestros para hacer papas sabrosas y duraderas con el financiamiento continuo de un productor líder de papas fritas, que busca reducir las pérdidas de almacenamiento mediante la selección selectiva de esas malas características de curación de heridas.
Dylan Kosma:
“Algunas variedades tienen un sabor excelente para las patatas fritas o las patatas fritas, pero son pésimas en el almacenamiento. Otros son excelentes en almacenamiento pero no tienen el mejor sabor. Mi grupo está trabajando con la industria y los mejoradores de papa para mejorar la capacidad de almacenamiento de estos cultivares de alta calidad. Se requiere un almacenamiento prolongado de papas para que la producción de chips continúe durante todo el año ”.
La papa, un alimento básico en todo el mundo, es uno de los cinco principales cultivos en Nevada y es el cultivo de hortalizas número uno, con una industria de más de $ 4 mil millones, en los Estados Unidos. Cada año se pierde hasta un 33% de la producción de papa de EE. UU. Debido a problemas posteriores a la cosecha; esto equivale a alrededor de $ 1.2 mil millones en ingresos potenciales perdidos, solo al nivel del agricultor. Además de detener la ola de pérdidas con las papas, Kosma espera que lo que aprendan en este proceso también sea aplicable a otros cultivos alimentarios.