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Cultivo de patatas resistentes a los escarabajos

Cultivo de patatas resistentes a los escarabajos
La investigadora Natalie Kaiser y su equipo desarrollaron una línea de papa diploide que puede autopolinizarse. En la foto, el fruto de la variedad de patata silvestre Solanum chacoense, que es naturalmente diploide. Ha sido criado para producir semillas y frutos tras la autopolinización. Crédito: Luca M. Kaiser

Las papas son la verdura más consumida en Estados Unidos. Según el USDA, los agricultores estadounidenses cultivaron más de 42 mil millones de libras. de papas en 2019. Eso es 128 libras. de patatas por persona.


por Adityarup, Sociedad Estadounidense de Agronomía


Pero los agricultores que cultivan patatas se enfrentan a muchos desafíos. Una plaga diminuta, pero devastadora, es el escarabajo de la patata de Colorado. Puede causar un daño inmenso a los cultivos de papa . También es conocido por volverse resistente a los insecticidas químicos.

En un nuevo estudio, publicado en Crop Science , los investigadores describen herramientas genéticas para desarrollar variedades de papa con una resistencia natural mejorada al insecto de la papa.

También desarrollaron recursos genéticos clave, llamados líneas endogámicas recombinantes, que ayudarán en el mejoramiento de nuevas variedades de papa.

El escarabajo de la papa de Colorado puede devastar la producción de papa. Pero algunos parientes silvestres de las papas domesticadas tienen defensas naturales contra estos escarabajos. Estas plantas silvestres producen sus propios compuestos para matar escarabajos.

«Algunos de estos compuestos pueden matar las larvas del escarabajo de la patata de Colorado», dijo Natalie Kaiser, autora principal del estudio. «Estos compuestos también reducen drásticamente la alimentación de los escarabajos adultos».

Pero consumir grandes cantidades de estos compuestos puede tener efectos adversos para la salud de los seres humanos.

Mientras que los escarabajos muerden las hojas de papa, los humanos obviamente no lo hacen. «Por lo tanto, es deseable crear variedades de papa que produzcan estos compuestos anti-escarabajos solo en sus hojas», dice Kaiser, investigador de la Universidad Estatal de Michigan.

Pero generar esta variedad de papa resistente a los escarabajos ha sido un desafío para muchas capas.

Un desafío es probar las variedades de papa para determinar la resistencia a los escarabajos. Las pruebas de campo pueden llevar meses, si no años. También pueden ser costosos y requerir muchos recursos.

Kaiser y sus colegas desarrollaron un atajo de investigación.

Compararon el perfil químico de cientos de papas individuales con su resistencia al escarabajo de la papa de Colorado en el campo.

Cultivo de patatas resistentes a los escarabajos
La autora del estudio Natalie Kaiser cruza papas que tienen una fuerte resistencia al escarabajo de la papa de Colorado a las papas con buena producción de tubérculos en el invernadero. Utiliza unas pinzas pequeñas para seleccionar la parte masculina de la flor, las anteras. Crédito: Natalie Kaiser

«Encontramos firmas químicas que podrían predecir la resistencia a los escarabajos de la papa de Colorado», dice Kaiser. «Los criadores pueden seleccionar papas resistentes con una simple medición química en lugar de tener que realizar pruebas de campo».

Este método podría ahorrarle tiempo y dinero.

Otro obstáculo en la cría de papas resistentes a los escarabajos es la gran cantidad de información genética que necesitan los criadores.

«Hay varios genes que controlan los tipos y cantidades de compuestos anti-escarabajos que producirá cualquier variedad de papa», dice Kaiser. Es un desafío rastrear todos esos genes durante la reproducción.

Los criadores de patatas también deben tener en cuenta otros rasgos, como el rendimiento y la apariencia de los tubérculos.

«Hay aproximadamente 40 características importantes a considerar al desarrollar una nueva variedad de papa», dice Kaiser. «Es crucial reunir la combinación correcta de genes que controlen todos estos rasgos».

Este proceso se complica por el hecho de que las variedades de papa suelen tener cuatro copias de cada gen. La papa no es el único cultivo que tiene múltiples copias de genes, lo que se llama poliploidía.

Tener cuatro copias de cada gen puede complicar la genética de la papa, según Kaiser. «Cada una de las cuatro copias puede ser una versión diferente del gen», dice.

Una forma de solucionar el problema de las cuatro copias es usar variedades de papa que, naturalmente, solo tienen dos copias de cada gen. Los seres humanos, como la mayoría de los animales, tienen dos copias de cada gen, una de cada uno de los padres masculinos y femeninos. Esto se llama diploide.

Pero muchas variedades de papa diploide son autoincompatibles. «Esto significa que una planta no dará frutos ni semillas cuando una flor se poliniza con su propio polen», dice Kaiser. Esta barrera reproductiva hace que la reproducción sea muy desafiante.

Kaiser y su equipo desarrollaron papas diploides que son autocompatibles. A través de este proceso, Kaiser y su equipo descubrieron que múltiples genes y el medio ambiente determinan si algunas papas pueden producir frutos y semillas por sí mismos.

Las nuevas variedades de papa y las herramientas genéticas permitirán a los investigadores «examinar los fundamentos genéticos de la auto-fertilidad y la resistencia a insectos y enfermedades», dice Kaiser. «De esta manera, podemos crear nuevas variedades de papa que antes eran inviables», dice Kaiser.

Los investigadores de la Universidad Estatal de Michigan están ampliando esta investigación en ensayos de campo este verano. «Examinaremos nuevas variedades de papa para detectar individuos que tengan buenas características de tubérculo junto con resistencia a los escarabajos», dice Kaiser.



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