Patatas resistentes a los escarabajos

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

Pero los agricultores que cultivan patatas se enfrentan a muchos desafíos. Una plaga pequeña, pero devastadora, es el escarabajo de la patata de Colorado. Puede causar serios daños a cultivos de papa. También es conocido por su resistencia a los insecticidas químicos.

En un nuevo estudio publicado en Ciencia de cultivosEn este estudio, 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 endógenas recombinantes, que ayudarían a producir nuevas variedades de papas.

El escarabajo de la papa de Colorado puede destruir la producción de papa. Pero algunos parientes silvestres de la papa domesticada tienen defensas naturales contra estos escarabajos. estas plantas salvajes Fabrican sus propios vehículos que matan a los 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 reducen significativamente 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 roen las hojas de papa, los humanos obviamente no lo hacen. «Por lo tanto, es una buena idea crear variedades de papas que solo produzcan estos compuestos anti-escarabajos en sus hojas», dice Kaiser, investigador de la Universidad Estatal de Michigan.

Pero producir este tipo de papa resistente a los escarabajos ha sido un desafío para muchas clases.

Un desafío consiste en probar las variedades de papa para determinar la resistencia a los escarabajos. Las pruebas de campo pueden llevar meses, si no años. También puede resultar caro y consumir muchos recursos.

Kaiser y sus colegas desarrollaron un método de investigación abreviado.

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

«Encontramos firmas químicas que pueden 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 hacer pruebas de campo».

Este método puede ahorrar tiempo y dinero.

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

«Hay muchos genes «Controlar los tipos y cantidades de compuestos anti-escarabajos que producirá una papa», dice Kaiser, y es difícil rastrear todos estos 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 fundamental reunir la combinación correcta de genes que controlan todos estos rasgos».

Este proceso se complica por el hecho de que las variedades de papa a menudo contienen cuatro copias de cada gen. Las papas no son el único cultivo con múltiples copias de genes, lo que se denomina poliploidía.

Según Keizer, tener cuatro copias de cada gen puede hacer que los genes de la papa sean complejos. «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 utilizar variedades de papa que naturalmente contienen solo dos copias de cada gen. Los seres humanos, como la mayoría de los animales, tienen dos copias de cada gen, una del padre y la madre. Esto se llama diploide.

Pero muchas variedades de patatas diploides son incompatibles entre sí. «Esto significa que la planta no dará frutos ni semillas cuando la flor se polinice con su propio polen», dice Kaiser. Esta barrera reproductiva dificulta la reproducción.

Kaiser y su equipo han desarrollado patatas diploides autocompatibles. A través de este proceso, Kaiser y su equipo descubrieron que múltiples genes y el medio ambiente determinan si ciertas papas pueden producir semillas y frutos propios.

Nuevas variedades de papa y herramientas genéticas Permitirá a los investigadores «examinar los fundamentos genéticos de la auto-fertilidad, la resistencia a insectos y enfermedades», dice Kaiser. «De esta manera, podemos crear una nueva patata variedades que antes eran inútiles ”, dice Kaiser.

Los investigadores de la Universidad Estatal de Michigan están ampliando esta investigación a ensayos de campo este verano. Comprobaremos que hay de nuevo Variedades de papa Para individuos que tienen buenas características de tubérculo junto con resistencia al escarabajo ”, dice Kaiser.