La edición genética puede ayudar a mejorar el sabor de las frutas y verduras


“Olfatea profundamente un melón en su supermercado local y tal vez no sepas si está maduro o no”

Eso es porque la variedad de melón Harper se ha tomado el contenedor de productos. Anteriormente, la variedad de melones que se podía ver en la tienda era probablemente la de Western Shipper, una variedad que, a pesar de su nombre prosaico, alcanzaría su máximo aroma y sabor cuando estuviera madura. Además de un tinte más verde debajo de su malla color canela, la veta difusa de las líneas levantadas sobre la piel lisa, Harper parece casi idéntico al Western Shipper. Es más fácil cosechar y se transporta mejor – y todavía es bastante dulce. Pero el sabor no se compara con el de Western Shipper.

“En los primeros años, la mayor parte de nuestro esfuerzo estaba realmente orientado a los rasgos del agricultor: rendimiento, grado de compensación, tamaño, forma, madurez. Ahí fue realmente donde se estaba haciendo la mejora genética temprana “, dice el mejorador de melones Bill Copes, en el jardín de demostración de la compañía internacional de semillas HM Clause en Davis.

Los melones cantalupo son solo una de las docenas de productos que puedes ver en el supermercado sin darte cuenta de cuánto han sido meticulosamente configurados para su apariencia, olor y sabor. Pronto podrás ver champiñones en rodajas que no se ponen negros y tomates beef que realmente saben bien a medida que los científicos de plantas aprovechan la tecnología emergente, como la edición del genoma, que ofrece una mayor precisión reproductiva, pero con una buena dosis de controversia.

El investigador Juan Marroquin utiliza un probador de presión de fruta en un melón Harper en el jardín de demostración del productor de semillas HM Clause en Davis.

 

 

Copes es parte de un equipo que trabaja en un estudio de tres años en UC Davis, patrocinado por HM Clause, para identificar el perfume de madreselva y la textura jugosa y crujiente que se encuentra en los melones hasta su nivel bioquímico, con la esperanza de reintroducir esos rasgos en la popular variedad Harper.

“Los clientes quieren el sabor de vuelta”, dice.

Típicamente, una década de mejoramiento consiste en crear cada tipo de vegetal o fruta que se ve en la tienda, para desarrollar rasgos esenciales como vida útil, resistencia a enfermedades y plagas, tolerancia a la sequía y, cada vez más, adaptabilidad a la cosecha automatizada. Ahora, los mejoradores dicen que las nuevas herramientas genéticas están acelerando el proceso y les permiten concentrarse en el sabor sin sacrificar esas características prácticas.

Con UC Davis como un importante centro de investigación agrícola, las excelentes condiciones de crecimiento del Valle Central y la nueva tecnología agrícola que emerge constantemente de Silicon Valley, gran parte de ese desarrollo de semillas está ocurriendo en silencio en el patio trasero del Área de la Bahía de San Francisco, Estados Unidos.

“La industria de semillas es esencial para la agricultura (tenemos que tener semillas para comenzar) pero es una especie de parte oculta”, dice Kent Bradford, profesor distinguido del Centro de Biotecnología de Semillas de UC Davis. “Es donde entra la nueva tecnología”.

Con nuevos accesos a más información genética, como el mapeo genómico de plantas individuales y la capacidad de unir rasgos con marcadores genéticos, los científicos de semillas también están interesados ​​en herramientas como la edición genética, que según ellos podría acortar exponencialmente el tiempo de investigación y desarrollo. Eso podría, en teoría, permitir el cultivo de tomates de beef que se transportan bien y que no saben a bolitas de algodón.

Sin embargo, parte de esta nueva biotecnología aún se encuentra en sus etapas iniciales y aún no ha sido regulada por el gobierno federal en Estados Unidos.

“Puedes hacer cambios muy específicos”, dice Bradford, refiriéndose a un estudio reciente realizado por científicos en Shanghai y la Universidad de Purdue en Indiana que mostraba cómo CRISPR, una revolucionaria técnica de edición de genes, se podía usar para eliminar o agregar rasgos a cultivos como el arroz en solo una generación. “En lugar de hacer 10 años de mejoramiento para obtener eso, solo reproduces ese gen en tu cultivar actual. Y estas listo”.

 

Los melones Harper crecen en Davis en el jardín de demostración del productor internacional de semillas HM Clause.

 

 

Debido a que los fitomejoradores en Davis están desarrollando vegetales para un mercado mundial, tienen que mejorar no solo para condiciones de crecimiento específicas sino también para las expectativas del consumidor que varían según el lugar. Muchos de estos son meramente cosméticos. Los estadounidenses creen que las franjas verdes oscuras señalan la madurez en una sandía, por lo que los mejoradores las diseñan aunque no sea necesariamente cierto, dice el mejorador de sandías Jerome Bernier de Monsanto, que tiene una unidad de semillas vegetales (no transgénicas) en Davis. La mayoría de los europeos todavía prefieren el tipo de semilla más pequeña, y las variedades de pulpa amarilla son populares en China, agrega.

De vuelta en el jardín de demostraciones de HM Clause, las enredaderas explotan con ejemplos de tomates redondos, con tamaño de una hamburguesa, perfectos para rebanar y para el mercado estadounidense de servicio de alimentos. Otras hileras tienen tomates alargados, más similares a lo que llamamos romas, que son populares en Guatemala, Argentina y México, todos con pequeñas variaciones en la forma y textura que, por cualquier razón, cada población identifica como un tomate ideal.

El trabajo de Copes con UC Davis involucra el entrenamiento de paneles de degustación para identificar rasgos positivos y negativos en los melones. Este verano, el panel evaluó los componentes de textura, desde la firmeza hasta lo crujiente y la jugosidad, en una amplia gama de tipos de melones. Una vez que se analicen los datos, intentarán rastrear los rasgos de los productos bioquímicos en la fruta.

“Una vez que podemos medir esos químicos y caracterizarlos, entonces tenemos una buena oportunidad de desarrollar compuestos favorables”, dice Copes. “Se está tratando de adoptar un enfoque científico hacia el desarrollo del sabor”.

Harry Klee en la Universidad de Florida está tomando un enfoque de análisis sensorial similar con los tomates y luego trabaja para identificar dónde residen los químicos saborizantes en el cromosoma del tomate. En un estudio publicado en enero (“Una hoja de ruta genética química para mejorar el sabor del tomate“), describió cómo el sabor del tomate proviene de una mezcla de azúcares, ácidos y compuestos volátiles que interactúan de una manera aún no entendida por los fitomejoradores.

La reproducción tradicional de híbridos implica cruzar plantas parentales con características deseables. Cada cruce tarda un año en crecer, luego el proceso debe repetirse para refinar los rasgos.

Los fitomejoradores han tenido acceso a información genética desde la década de 1950, y la ingeniería genética de alimentos se ha permitido en los EE. UU. desde 1994, pero el costo de la regulación y las preocupaciones públicas sobre la seguridad han limitado su uso a grandes cultivos como maíz y soja, con muy pocas frutas o vegetales.

En 2000, la selección asistida por marcadores se hizo disponible, lo que significa que los mejoradores pudieron localizar partes específicas del gen asociadas con ciertos rasgos en lugar de tener que cultivar varias generaciones de una planta. Como el mapeo del genoma se ha vuelto menos costoso, la selección asistida por marcadores se está generalizando.

Las técnicas de edición del genoma como CRISPR podrían permitir a los mejoradores cortar y pegar los genes responsables de los compuestos de sabor mágico de un delicioso tomate de huerta familiar hacia el ADN de un tomate comercial estándar. Pero la mayoría de las compañías de semillas comerciales están deteniendo la edición genética hasta que sepan cómo serán reguladas.

En julio de 2018, el Departamento de Agricultura de EE. UU. debe finalizar nuevas reglas sobre cómo etiquetar los alimentos genéticamente modificados (OGMs) después de que el gobierno de Obama requirió su etiquetado. Si bien el maíz y el algodón genéticamente modificados por transgenia tienen ADN extraño o genes de otra especie, los alimentos editados genéticamente no necesariamente. Por esa razón, es posible que no estén regulados de la misma manera, dice Andy Lavigne, presidente y CEO de American Seed Trade Association.

Por ejemplo, a principios de este año, el USDA dio luz verde a los champiñones editados genéticamente para ir al mercado sin regulación. Los científicos de la Academia de Ciencias de China en Beijing y la Universidad Estatal de Pensilvania redujeron y eliminaron los genes asociados con las enzimas que causan el pardeamiento en el hongo.

Belinda Martineau, una ex ingeniera genética que ayudó a desarrollar Flavr Savr, el primer tomate comercial modificado genéticamente, cree que debería haber más precaución en torno a CRISPR porque la tecnología a veces puede afectar a los objetivos equivocados y podría dar lugar a mutaciones imprevistas.

“Si bien es difícil anticipar el daño posible que tales mutaciones involuntarias podrían causar en los cultivos, la mayoría de las mutaciones son perjudiciales”, dice Martineau, que ahora es escritora en el Instituto de Ciencias Sociales de UC Davis.

Para Klee, quien espera usar la tecnología para los tomates, los primeros cambios podrían ser bastante modestos.

“Producir un tomate comercial moderno que se pueda enviar a todo el país en pleno invierno pero que tenga el sabor de un tomate de huerta cultivado en el patio trasero probablemente no vaya a suceder”, escribió en el sitio web de su laboratorio. “Pero creemos que a medida que dilucidamos la genética que determina el sabor, podemos hacer grandes mejoras”.

 

 

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