Una papa genéticamente modificada (GM) con mejor calidad del tubérculo y resistencia a la devastadora enfermedad del tizón tardío ha progresado con resultados exitosos a través de la última etapa de ensayos de campo en Reino Unido. Se descubrió que además es resistente al tizón del tubérculo.
Los ensayos de campo siguen experimentos de laboratorio exitosos para modificar papas de variedad Maris Piper con genes de resistencia al tizón tardío de parientes silvestres de papa la conocidos como Solanum americanum y Solanum venturii.
Para mejorar la calidad del tubérculo, las líneas modificadas de Maris Piper también tienen genes apagados, o “silenciados”, para reducir el ennegrecimiento por daños por hematomas y evitar el endulzamiento inducido por el frío (que es la acumulación de azúcares reductores durante el almacenamiento en frío que causa ennegrecimiento cuando las papas se cocinan a altas temperaturas).
El Laboratorio de Sainsbury en Reino Unido recibió permiso a principios de 2019 por DEFRA para continuar con tres años de ensayos de campo en condiciones controladas.
Estos ensayos en Norfolk este verano se establecieron para evaluar si las mejoras genéticas no tenían efectos secundarios para el rendimiento o un rendimiento inferior en el campo. Fueron financiados por una Subvención de Financiamiento Súper-Seguimiento del BBSRC.
“Hemos identificado una planta que se ve bien en términos de rendimiento, comparable al tipo convencional Maris Piper, pero con todos los beneficios de la resistencia al tizón, reducción de hematomas y niveles más bajos de azúcares reductores”, dice el profesor Jonathan Jones del Laboratorio Sainsbury. “Lo realmente emocionante de esta prueba es que nuestra nueva línea también muestra resistencia al tizón del tubérculo: el mismo patógeno que causa el tizón tardío puede entrar en los tubérculos y pudrirlos. Esto reducirá las pérdidas de almacenamiento para los productores de papa”.
La próxima fase de ensayos financiados por BBSRC, una parte de UK Research and Innovation, verá 12 líneas más que pasarán a ensayos de rendimiento más extensos antes de que la línea Maris Piper final GM pueda llevarse a cabo para la evaluación reguladora y la comercialización.
El Laboratorio Sainsbury colaborará con NIAB, Cambridge para una evaluación de campo adicional de estas nuevas líneas de papas.
Los agricultores del Reino Unido gastan aproximadamente 60 millones de libras al año en aplicaciones agroquímicas para controlar el tizón tardío de la papa, que si no se controla puede destruir un cultivo en dos semanas.
Al utilizar la diversidad genética natural que se encuentra en la familia más amplia de la papa e introducirla en los cultivares de papa modernos, los agricultores tendrían que depender menos de los agroquímicos que son costosos y causan preocupación ambiental.
Las regulaciones europeas sobre los cultivos transgénicos son complejas, pero aún no se ha confirmado el futuro del Reino Unido en relación con Europa, el proyecto seguirá adelante con más ensayos.
“El futuro marco regulatorio es imponderable”, dice el profesor Jones. “Pero hemos demostrado que la tecnología funciona. Estas mejoras se realizaron en Maris Piper, la variedad de papa más plantada del Reino Unido. Si desea utilizar nuestro conocimiento genético para resolver problemas en el campo, debe hacerlo en la variedad más preferida”.
“Instaría a las personas a apoyar esta tecnología y no crear obstáculos para usarla para resolver problemas reales en el campo de una manera más sostenible para el medio ambiente. Todos queremos ver una agricultura más sostenible, y para lograr ese objetivo, debemos reemplazar la química con la genética para el control de enfermedades y plagas“.
La investigación ha sido financiada previamente por el BBSRC a través de una subvención de Horticulture and Potato Initiative (HAPI), y está en asociación con Biopotatoes Ltd, Reino Unido y Simplot Plant Sciences en Estados Unidos.
Información de contexto
El tizón tardío causó la hambruna irlandesa de la papa del siglo XIX. Es el resultado de la infección por el hongo Phytophthora infestans, causando pérdidas de US$6 mil millones al año para la producción de papa y tomate.
La papa es el cuarto cultivo más importante del mundo y se cultiva ampliamente en Europa, Estados Unidos, Sudamérica, Canadá, China, India y África.
¿Cómo se modifican genéticamente las papas?
La papa es fácil de modificar usando cepas del “ingeniero genético de la naturaleza”, la bacteria Agrobacterium tumefaciens, que transfiere genes específicos a las células de la papa. Se usan trozos de tallo de papa para hacer las plantas de papa genéticamente modificadas.
Las células que han recibido el gen de la bacteria forman una masa de células indiferenciadas, o callos, en los extremos cortados de las piezas del tallo de la papa. Se alienta a estas células transformadas a usar hormonas vegetales para formar nuevos brotes y raíces y, después de algunas semanas, se convierten en una planta de papa genéticamente modificada. Luego, se evalúan múltiples plantas nuevas para identificar aquellas que son iguales a la papa original, excepto que ahora contienen el gen adicional introducido (en este caso, de resistencia al tizón de la papa transferida desde el pariente silvestre).
¿Por qué se necesita ingeniería genética para la resistencia al tizón tardío, por qué no usar el mejoramiento convencional?
Las técnicas tradicionales de mejoramiento genético no han logrado producir variedades que tengan resistencia duradera al tizón tardío. Esto se debe a que han tendido a introducir genes de resistencia uno a la vez, que son fácilmente superados por el patógeno – debido a resistencia por presión selectiva.
El profesor Jonathan Jones dice: “Si se ponen tres genes efectivos a la vez, todos se salvan entre sí porque una mutación que permite que el patógeno supere a uno de ellos no superará a los otros dos. Creo que la resistencia en estas líneas debería durar décadas “.
Características de calidad del tubérculo: ¿por qué los moretones son un problema?
Los moretones hacen que millones de papas sean desechadas cada año. Las líneas de Maris Piper utilizadas en estos ensayos tienen un gen apagado o silenciado, lo que hace que el tubérculo sea menos propenso a los hematomas y garantiza que la papa cumpla con las especificaciones de calidad del cliente.
“Hay mucho desperdicio por hematomas. La cosecha de papa es en septiembre/octubre, por lo que asegurar que haya un producto para los consumidores en abril es complicado. Esto hará que sea mucho más fácil abordar este desafío “.
Característica de calidad del tubérculo: ¿Qué es el endulzamiento inducido por el frío y cómo afecta la calidad del tubérculo?
La acumulación de azúcares reductores como la glucosa y la fructosa en la papa durante el almacenamiento en frío es un problema porque conduce a la oxidación y a la formación de acrilamida cuando las papas se cocinan a altas temperaturas, por ejemplo, al cocinar papas fritas o chips. Este proceso se conoce como endulzamiento inducido por frío.
El equipo del Laboratorio Sainsbury ha silenciado un gen para una enzima requerida para este edulcorante, lo que conduce a niveles más bajos de azúcares reductores cuando las papas se almacenan a bajas temperaturas (que son necesarias para evitar el brote antes de la venta).
“Nuestro genotipo Maris Piper GM significa que usted podría almacenar papas sin tratamiento químico a 2 grados y no tendrán el endulzamiento inducido por el frío. Esto aborda un problema crucial para la industria”, dice el profesor Jones.
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