Investigadores de INTA Balcarce y CONICET trabajan en la obtención de una variedad de papa que podría evitar un proceso llamado pardeamiento enzimático, que hace que la papa se ponga negra tras algún golpe y la exposición al aire.
Por Agustín Casa
Durante la cosecha, el transporte, el almacenamiento y el procesamiento industrial, los tubérculos de papa pueden sufrir daños o golpes que, junto a la exposición al aire, generan que unas enzimas de la papa (polifenol oxidasas) se activen, lo que produce que la papa se ponga negra en la parte donde recibió el golpe. Este proceso recibe el nombre de pardeamiento enzimático y también puede observarse cuando una papa es cortada por la mitad y queda expuesta al aire durante unas horas.
En ese marco, investigadores de INTA Balcarce y CONICET trabajan en una posible solución para ese proceso: desarrollaron una variedad de papa que podría evitar el pardeamiento enzimático, lo que representaría beneficios para los productores y los consumidores.
Desde el Laboratorio de Agrobiotecnología del Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible (IPADS), de INTA y CONICET, trabajan con el sistema de edición génica CRISPR/Cas9 y lo emplearon para modificar un gen de polifenol oxidasa que se expresa en tubérculos de la planta de papa.
“Introdujimos el sistema CRISPR/Cas9 en células aisladas de plantas de papa y esas células fueron luego cultivadas en condiciones específicas para lograr regenerar plantas completas. En muchas de las plantas que obtuvimos, identificamos modificaciones en la secuencia del gen de polifenol oxidasa que le produjeron la pérdida de su función. Como consecuencia, estas plantas no expresan el gen modificado y, por lo tanto, poseen una reducción de la actividad de polifenol oxidasa en sus tubérculos”, explica a Bacap Matías González, doctor en Ciencias Biológicas y becario posdoctoral del CONICET en el IPADS.
Grandes beneficios para los productores
En esta línea, el especialista destaca que “esa reducción de la actividad de polifenol oxidasa tuvo como consecuencia una disminución del pardeamiento enzimático sufrido por los tubérculos ante los golpes o daños ocasionados”.
Según el análisis de los investigadores, el pardeamiento enzimático se redujo significativamente y una de las líneas de producción alcanzó una reducción del 74 % en relación a la misma variedad de papa sin modificar.
Los investigadores confirmaron esos resultados en tubérculos obtenidos tanto en cámara de crecimiento, como en invernáculo y en producción a campo. “Esto indica que las papas modificadas pueden traer grandes beneficios para los productores (menor pérdida debido a daños y golpes), a la industria de procesado de papa y a la aceptabilidad de los productos industrializados por parte de los consumidores”, señala González.
Hacia una variedad de papa que evita el pardeamiento enzimático
La oxidación de la papa se produce a partir del mencionado pardeamiento enzimático. En este sentido, González describe: “Los daños o golpes, junto con la exposición de los tubérculos al aire, producen la activación de unas enzimas denominadas polifenol oxidasas. Estas enzimas oxidan compuestos fenólicos contenidos en el tubérculo y generan otro tipo de compuestos que poseen una coloración oscura. Como resultado las papas se pardean tanto en el sitio que sufrió el daño o el golpe, como en los sitios que lo rodean”.
Ahora, ¿qué consecuencias trae para la papa que se produzca ese pardeamiento enzimático? “El pardeamiento sufrido por los tubérculos altera su color, sabor y textura, lo que disminuye tanto su calidad y capacidad de almacenamiento como su aceptación por parte de la industria y los consumidores. Además, la acción de las polifenol oxidasas altera el valor nutricional de los tubérculos debido a la degradación de compuestos fenólicos, que son altamente deseables en la dieta humana por su actividad antioxidante natural”, subraya el biólogo.
De allí la importancia de la investigación de esta variedad de papa con la que se redujo el pardeamiento enzimático hasta en un 74%, según los primeros estudios. Asimismo, los investigadores han realizado análisis y comparado los resultados de esta variedad de papa y la misma variedad sin modificar y encontraron que “salvo por la reducción del pardeamiento de los tubérculos, ambas variedades son indistinguibles entre sí”.
“Sometimos a una de las plantas modificadas a un análisis más minucioso a nivel molecular para corroborar la especificidad de la modificación genética introducida por CRISPR/Cas9, y lo que pudimos concluir es que la modificación se produjo únicamente en el gen de polifenol oxidasa y que no se afectaron otras secuencias del genoma de la planta, a la vez que no se detectaron secuencias de ADN foráneo en el genoma de la planta”, reconoce González.
En ese contexto, el becario posdoctoral de CONICET detalla: “Esta planta fue presentada ante el por entonces Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca para la determinación de su estatus regulatorio. Este ministerio en coordinación con la Comisión Nacional Asesora de Biotecnología Agropecuaria (CONABIA) estableció que nuestra línea editada no es considerada un organismo genéticamente modificado, por lo cual puede ser registrada como una nueva variedad de papa en nuestro país siguiendo la regulatoria que aplica para las variedades obtenidas por mejoramiento convencional”.
Los distintos pasos de la investigación
Esta línea de trabajo comenzó en 2016 en el marco de la tesis doctoral de Matías González, codirigida por Sergio Feingold (líder del Laboratorio de Agrobiotecnología del IPADS) y Gabriela Massa. González realizó una capacitación en la Universidad de Ciencias Agrarias de Suecia, donde adquirió los conocimientos para generar plantas editadas a partir de células individuales de papa. Fue en ese marco que el equipo del IPADS utilizó el sistema de edición génica CRISPR/Cas9 para modificar un gen de polifenol oxidasa que se expresa en tubérculos de la planta de papa.
El Instituto Nacional de Semillas (INASE) exige tres ensayos para que sea considerada una nueva variedad de papa y poder registrar esa línea editada. El primero lo realizaron durante la campaña 2021-2022.
“Durante el ciclo del cultivo se tomaron datos morfológicos teniendo como guía el formulario de descripción de variedades de papa del Registro Nacional de Cultivares (RNC) perteneciente al INASE. Entre los datos tomados se encuentran caracteres morfológicos del tallo aéreo, las hojas y la flor. Luego de la cosecha se colectaron datos morfológicos de los tubérculos y se estimó el rendimiento. Para ninguno de los parámetros evaluados se observaron diferencias entre las plantas editadas y las plantas sin modificar”, asegura a Bacap Gabriela Massa, doctora en Ciencias Básicas y Aplicadas e investigadora de INTA y CONICET en el IPADS.
En la actualidad, el equipo de investigación prepara el terreno para la realización del segundo ensayo. Para estos ensayos el Laboratorio de Agrobiotecnología del IPADS cuenta con la colaboración del Grupo de Papa de la institución, coordinado por la Dra. Cecilia Bedogni.
“Para que estas papas puedan ser registradas como una nueva variedad se deben realizar tres ensayos en el campo y en cada ensayo se deben evaluar parámetros que nos permitan indicar que posee una igual o mejor performance que las plantas sin modificar, más allá de la nueva característica incorporada, en este caso la disminución del pardeamiento enzimático. Una vez que la variedad sea registrada, la misma estará disponible para que los productores puedan plantarla en sus establecimientos y comercializarla”, indica Massa.
Sobre los beneficios que tendría el uso de esta nueva variedad en la producción, Massa remarca: “La utilización de esta nueva variedad beneficiaría directamente a las y los productores ya que no tendrían las penalidades que las industrias procesadoras de papas les aplican cuando evalúan la producción y la misma posee un alto porcentaje de tubérculos con pardeamiento. Esto se traduce en un mayor ingreso al momento de vender la producción”.
En paralelo, afirma que “el modo de producción de las papas modificadas no implica ningún cambio en la forma de producción, tanto a nivel de manejo del cultivo como en la aplicación de agroquímicos”.
Por último, resalta los beneficios para los consumidores. “El beneficio se traduce en que estas papas mantienen sus características organolépticas y sus concentraciones de compuestos con propiedades nutricionales y antioxidantes durante los procedimientos de cosecha y post-cosecha. Además, se reduciría o eliminaría (en el caso de utilizarse), la aplicación de compuestos químicos que evitan el pardeamiento y que son potencialmente dañinos para la salud”, concluye Massa.