Cultivo de patatas más seguras: eliminación de toxinas de las patatas

Los científicos han descubierto una forma de eliminar los compuestos tóxicos de las patatas, haciéndolas más seguras para comer y más fáciles de almacenar. El avance podría reducir el desperdicio de alimentos y mejorar los cultivos en el espacio y otros entornos extremos.

Las plantas de papa producen naturalmente sustancias químicas que las protegen de los insectos. Los químicos, llamados glicoalcaloides esteroides o SGA, se encuentran en grandes cantidades en las partes verdes de las cáscaras de las papas y en las áreas de brotes. Hacen que las patatas sean inseguras tanto para los insectos como para los humanos.

«Estos compuestos son fundamentales para que las plantas protejan a los insectos, pero hacen que ciertas partes de estos cultivos no sean comestibles», dijo Adam Jozwiak, bioquímico molecular de UC Riverside que dirigió el estudio. «Ahora que hemos descubierto la vía biosintética, potencialmente podemos crear plantas que produzcan estos compuestos sólo en las hojas y al mismo tiempo mantengan seguras las partes comestibles».

La luz del sol puede inducir la producción de SGA en los «tubérculos» de la papa (la parte de la planta de papa que se come) incluso después de haberlos cosechado. Al identificar un mecanismo genético clave en la producción de SGA, los investigadores pueden reducir la toxicidad de las patatas y al mismo tiempo preservar las defensas naturales de las plantas. Quitar el SGA de las patatas también hará que sea más fácil almacenarlas y transportarlas al aire libre.

La investigación, publicado en Cienciase centra en una proteína denominada «GAME15», que desempeña un papel clave en la dirección de la producción de SGA de la planta. Esta proteína actúa como enzima y como armazón, organizando otras enzimas en una «fábrica de conversión» que produce SGA de manera eficiente y al mismo tiempo evita que compuestos tóxicos se filtren a otras partes de las células vegetales, donde causarían estragos.

Los tomates también producen SGA, principalmente en la fruta verde e inmadura, así como en las hojas, tallos y raíces de las plantas. Cuando los investigadores silenciaron el gen GAME15 en los tomates, eliminaron la producción de SGA pero también hicieron que las plantas fueran muy susceptibles a las plagas.

Al diseñar plantas para controlar cuándo y dónde se producen los SGA, por ejemplo, en las hojas pero no en las patatas mismas, los investigadores imaginan cultivos que puedan almacenarse sin el riesgo de toxicidad por la exposición a la luz solar.

«Podrías guardar las patatas en tu cocina y no preocuparte por la exposición al sol, lo que hace que produzcan más SGA. Y luego podrías comerlas cuando quieras, reduciendo el desperdicio de alimentos», dijo Jozwiak.

Además, los hallazgos podrían permitir el uso de otras partes de las plantas, como las hojas, como alimento en entornos con espacio limitado, como misiones espaciales o sistemas agrícolas verticales. «Para la agricultura espacial, donde cada parte de una planta puede necesitar ser comestible, estos hallazgos son especialmente prometedores», dijo Jozwiak.

El equipo logró estos conocimientos recreando inicialmente el proceso de producción de SGA en plantas de tabaco. Sorprendentemente, descubrieron que durante la evolución, el proceso redirige la proteína desde la membrana plasmática o aparato de Golgi, donde es responsable de la producción de componentes de la pared celular cruciales para el crecimiento celular, al retículo endoplásmico, una parte de la célula donde comienza la producción de toxinas. .

«Básicamente, la planta toma prestado de sí misma para crear GAME15», dijo Jozwiak. «No esperábamos encontrar la proteína vegetal que secuestra la proteína que necesita para la producción de paredes celulares».

La fruta verde e inmadura puede ser tóxica, pero durante la maduración estas moléculas se convierten en algo comestible. Al limitar los SGA a partes no comestibles de las plantas, tanto los agricultores como los consumidores podrían beneficiarse de cultivos más seguros y versátiles.

«Nuestro trabajo demuestra que las plantas han desarrollado formas ingeniosas de equilibrar el crecimiento, la reproducción y la defensa», dijo Jozwiak. «Comprender estos sistemas nos permite rediseñar los cultivos para satisfacer las necesidades modernas sin comprometer su capacidad de prosperar».

Esta investigación fue un esfuerzo altamente colaborativo que involucró a investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias en Israel, así como de la Universidad de Kobe, el Centro RIKEN para la Ciencia de Recursos Sostenibles y la Universidad de Osaka en Japón.

Los hallazgos del grupo no sólo prometen alimentos más saludables sino que también representan un paso adelante en la agricultura sostenible y la exploración espacial.

«Estamos entusiasmados con el potencial de este descubrimiento», dijo Jozwiak. «Es emocionante pensar en cómo ahora podemos extender significativamente la vida útil de cultivos como las patatas y reducir el desperdicio de alimentos en la Tierra y más allá».