Investigadores encuentran datos clave para cultivar papas con menos químicos

La papa, que es un acompañamiento común tanto en platos corrientes como de alta cocina, es el resultado de un complejo proceso agrícola. Para estimular su crecimiento, los agricultores recurren a fertilizantes importados como el nitrógeno que no es aprovechado del todo por las plantas, por lo que el excedente va a parar al ambiente.

"En Colombia, el uso excesivo de insumos agrícolas es un problema grave, especialmente en cultivos como el de la papa, que es un alimento básico en nuestra dieta. Las plantas solo logran absorber un 50% del nitrógeno aplicado, lo que significa que el resto se pierde, contamina suelos, cuerpos de agua y el aire", así lo explica Aura Natalia Jiménez Medrano, estudiante de Maestría en Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL).

El proyecto que está culminando la ingeniera agrónoma se centra en la colección de trabajo de papa de la UNAL, que consta de 118 genotipos andinos (papas con una composición genética diferente), incluyendo 8 variedades comerciales, entre ellas las criollas Colombia, Dorada, Paisa, Latina, y Ocarina. Cabe destacar que en Colombia hay aproximadamente 250 variedades de papa, de las cuales alrededor de 25 son de papa criolla.

El objetivo de la investigación fue encontrar genotipos capaces de utilizar el nitrógeno de manera más eficiente, lo que podría llevar a una reducción en el uso de fertilizantes nitrogenados. "Si podemos desarrollar variedades de papa que necesiten menos nitrógeno y aun así mantengan buenos rendimientos, estaríamos no solo reduciendo los costos para los agricultores, sino también disminuyendo el impacto ambiental del cultivo", explica.

¿Cómo se mide?

En un invernadero de la UNAL se sembraron los 118 genotipos de papa criolla en un sustrato bajo condiciones controladas, a las que se les suministró dos tratamientos con nitrógeno -dosis deficientes y dosis excesivas- para identificar cómo en esas mismas condiciones cambiaban y se diferenciaban entre sí a nivel genético.

Lo que se identificó es que los genotipos Col 93, Col 9, Col 96 y Col 127, en particular tienen un desempeño superior en condiciones de nitrógeno deficiente, es decir que usaban mejores mecanismos de adaptación para la producción de tubérculos, mientras que otros requerían de dosis mayores.

“A pesar de recibir una dosis baja de nitrógeno, las plantas de esos genotipos produjeron cantidades suficientes de biomasa en sus tubérculos, y algunas de estas incluso lograron volúmenes cercanos a los obtenidos con dosis altas de este fertilizante,” especifica la estudiante de la UNAL.

También explica que esta información es la que les permite a los investigadores conocer cuáles plantas requieren una menor cantidad de nitrógeno, cuáles se adaptan mejor al estrés y cuáles no lo hacen. Con estos datos, en un futuro, se podrían generar nuevas variedades de papa.

Análisis en genes

Los genes fueron analizados para entender cómo las plantas utilizan el nitrógeno de manera eficiente. Para ello, se tomaron y maceraron pequeñas muestras de las hojas de las plantas en laboratorio para liberar contenido celular y extraer el ADN, lo que permite hacer el análisis genético.

Jiménez explica: "el siguiente paso fue evaluar los genes seleccionados en el ADN de todos los genotipos de la colección de papa. Para ello, diseñamos primers, pequeñas secuencias que sirven como guía para que la enzima ADN polimerasa amplifique cada fragmento de ADN millones de veces, en una Reacción en Cadena de la Polimerasa".

Mediante esta técnica y el análisis posterior de las secuencias obtenidas mediante la metodología de ‘asociación del gen candidato’, se identificaron mutaciones específicas que podrían estar implicadas en la eficiencia del uso del nitrógeno.

La investigadora destaca que, "la PCR, la secuenciación y finalmente, el análisis de asociación estadística, nos ha permitido estudiar los cambios significativos en genes involucrados en la respuesta de la papa a condiciones de nitrógeno variable".

Este estudio es particularmente relevante para el sector agrícola colombiano, donde el cultivo de papa se realiza principalmente en minifundios, áreas menores a 5 hectáreas para cultivar papa. Según la estudiante de la maestría, “la implementación de variedades con uso eficiente de nitrógeno podría permitir a los agricultores mantener altos rendimientos con menor uso de fertilizantes” y esto se traduciría en una reducción de costos y en una mejoría en la sostenibilidad de los suelos y los cultivos a largo plazo.