Investigadores eslovenos desarrollan modelo metabólico de papa para mejorar resiliencia y rendimiento

Un equipo internacional de científicos, liderado por investigadores del Instituto Nacional de Biología (NIB) de Liubliana, Eslovenia, en colaboración con la Universidad de Potsdam y el Instituto Max Planck de Fisiología Molecular de Plantas, ha desarrollado potato-GEM, el primer modelo metabólico genómico exhaustivo para la papa.

Este avance tiene como objetivo mejorar la resiliencia de los cultivos frente a plagas y el cambio climático, al tiempo que aumenta su rendimiento. La papa, uno de los cultivos alimentarios más importantes a nivel mundial, enfrenta desafíos significativos, como infestaciones de plagas, citando al escarabajo de la papa de Colorado, que pueden causar pérdidas de hasta el 80% anualmente. La investigación aborda estas preocupaciones y fue publicada en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.

El modelo potato-GEM permite a los científicos explorar las complejas interacciones entre el crecimiento de la planta y sus mecanismos de defensa. Tradicionalmente, las plantas bajo estrés por plagas o enfermedades ralentizan su crecimiento para redirigir recursos moleculares hacia la defensa, lo que puede limitar su potencial de rendimiento. El modelo desarrollado permite un análisis detallado de estas compensaciones, ofreciendo una plataforma para identificar estrategias de mejora genética.

Jan Zrimec, investigador del NIB, destacó que la reconstrucción metabólica de potato-GEM abarca todo el metabolismo secundario conocido de este cultivo esencial. Afirmó que este modelo matemático permite un análisis exhaustivo de la interacción entre los procesos de crecimiento y defensa, proporcionando una excelente plataforma para un mayor desarrollo y aplicación. Kristina Gruden, jefa del grupo de investigación en el NIB, añadió que una comprensión más profunda de los mecanismos moleculares de respuesta al estrés en las plantas puede mejorar las estrategias de mejora y ayudar a diseñar variedades de papa con mayor resistencia, mayores rendimientos y mejor calidad.

El campo de la modelización metabólica de plantas ha ganado impulso en la última década, permitiendo a los investigadores desentrañar la complejidad de las redes bioquímicas de las plantas. Los modelos a escala genómica (GEM) son cruciales para la ingeniería metabólica y la mejora de cultivos, ya que permiten simular diferentes escenarios metabólicos y predecir el impacto de modificaciones genéticas, acelerando el desarrollo de nuevas variedades y alineándose con la necesidad de una agricultura más sostenible y eficiente.

En esencia, potato-GEM representa un paso adelante en la búsqueda de la seguridad alimentaria global. Al proporcionar una visión detallada de la fisiología de la papa, este modelo empodera a investigadores y criadores para cultivar variedades de papa más resistentes y productivas, capaces de prosperar en un mundo con desafíos ambientales cada vez mayores. La colaboración entre instituciones de renombre subraya la importancia de la investigación interdisciplinaria para abordar los desafíos agrícolas del siglo XXI.