Proyecto de investigación sobre el origen del pardeamiento interno de Regina, ¿qué nos podrían contar los genes?

Proyecto de investigación sobre el origen del pardeamiento interno de Regina, ¿qué nos podrían contar los genes?

Por: Héctor García O., Co-Fundador y Gerente Gral. Laboratorios Diagnofruit Ltda, Miembro SOCHIFIT hgarcia@diagnofruit.cl

Todas las temporadas tienen aspectos positivos y negativo; dependiendo cuál de ellos otorga más peso al carácter final de ésta, se podrá definir si fue para el olvido o el triunfo. Con esta premisa, la temporada 2021-22 fue de esas para el olvido, solo por mencionar un aspecto negativo, la logística fue un dolor de cabeza para especies como la uva, la fruta no llegaba a venta debido a tránsitos extremadamente largos que hicieron que una importante parte de la producción consiguiera un camino directo al deshecho. La cereza no estuvo exenta de esta problemática y la fruta terminó quedando a disposición del cliente chino, incluso, 60 días después de que fue embalada, lo que se tradujo en pudriciones y/o desórdenes fisiológicos, que, si bien conocíamos, el largo periodo de almacenaje exacerbó y generó ventas muy por debajo de lo esperado. 

Dentro de la gama de situaciones negativas, en términos de condición de fruta, debido a los largos periodos de postcosecha, un desorden nos llamó la atención y se relacionaba esencialmente a una variedad, Regina, la tercera más plantada en Chile y puntal de la producción de cerezas de la zona sur. El problema: PARDEAMIENTO INTERNO (Foto 1), que, si bien ya había sido descrito en años anteriores, en 2022 pasó a ser un problema de marca mayor.

Foto 1. Cerezas cultivar Regina con distintos niveles de pardeamiento evaluadas post-almacenaje refrigerado.

Hace unos meses Trío Kimün avanzó en la problemática en el artículo titulado: ¿Qué sabemos de las debilidades de la variedad Regina? La revisión nos hace concluir que sabemos poco del origen del pardeamiento e hilando un poco más fino, sabemos poco del proceso de maduración, los modelos bien estudiados de otros Prunus no responden al carácter no climatérico de la cereza. Factores como la época de cosecha o referencias a la fertilización, se mencionan como los de mayor impacto sobre la generación del pardeamiento; sin embargo, las pistas del origen del desorden en el fruto y cómo influye el estatus de planta o porqué Regina es más susceptible a presentar el daño, son interrogantes que estábamos lejos de dilucidar.

Por este motivo comenzamos un proceso para la creación de un proyecto que nos permitiera colectar la mayor cantidad de información en una temporada, y así, en el corto plazo, dicha información nos pudiera guiar a conocer el origen del pardeamiento y definir la posibilidad de herramientas, quizás no para detener del todo el desorden, pero sí para aminorar los efectos y ralentizar el desarrollo del daño.

A escuchar los genes

Una de las ideas que más sentido nos hacía, por la precisión y rapidez de resultados, fue la de poder “escuchar a los genes”. Si llevamos esta idea a la práctica, es establecer la expresión de genes en el proceso de maduración del fruto, de esta forma podríamos establecer qué señales en la planta van naciendo o apagando y podrían estar involucradas en el proceso de pardeamiento. Revisamos la literatura, bases de datos existentes y establecimos que la posibilidad de realizar este tipo de estudios en cerezos era absolutamente posible.

El ensayo

Entonces, planificamos un ensayo que nos diera la posibilidad de establecer qué genes cambian su expresión a medida que el fruto madura; consideramos distintos huertos e historial de pardeamiento y una variedad distinta a Regina que nos marcara un comportamiento basal. Cada huerto fue muestreado en 4 colores distintos en virtud de avance de madurez, se guardó y caracterizó la fruta en cada una de estas etapas. Entonces, teníamos el plan de campo, pero ¿cómo escuchamos los genes? La respuesta: RNAseq

La técnica

Sin entrar en detalles muy profundos, RNAseq o secuenciación del ARN, es una técnica que utiliza la secuenciación masiva para revelar la presencia y cantidad de ARN, en una muestra biológica en un momento dado; esto nos permite sacar una “foto” de todo lo que se expresa en el instante que obtuvimos dicha muestra. La gracia de esta técnica es que podemos mirar de genes al mismo tiempo, y observar procesos desde su génesis, por ej., generación de pigmentos, síntesis etileno, degradación de paredes celulares y muchos otros marcadores de distintos procesos que podrían estar implicados en el desarrollo del pardeamiento.

Foto 2. Primera etapa de extracción de ARN en campo y posterior congelamiento de muestras en Nitrógeno Líquido.

Colaboradores y auspicios

Teníamos la idea, la técnica, el equipamiento y capital humano avanzado, en otras palabras, capacidades completas, pero ¿financiamiento?

RNAseq es un análisis, que, aunque ha disminuido su precio en los últimos años, sigue siendo caro y toda la logística del ensayo necesitaba recursos amplios para trabajar de la mejor forma. Entonces comenzamos un proceso de convencimiento, conversaciones con exportadoras y agroquímicas fueron parte del trabajo durante el invierno pasado. Frusan y Ranco Cherries, a través de Raúl González y Pamela Osorio, gerentes de área de las respectivas exportadoras, fueron los primeros que se unieron a aportar en el proyecto. Luego Copefrut, Prize, Dole y Yucay terminaron por cerrar el grupo a través de las venias de Jorge Albornoz, Juan Puntí, Pamela Donoso y Marta Cárdenas, respectivamente. Al mismo tiempo, y pensando en no perder una temporada, fijamos ensayar manejos, basados en bioestimulantes, reguladores de crecimiento, entre otros compuestos, y para esto invitamos a agroquímicas a probar algún producto de sus paletas que pudiera ayudar a disminuir la problemática bajo los conocimientos que hasta ese momento teníamos; entendiendo que más allá de la posibilidad de tener una herramienta efectiva contra el pardeamiento, avanzar en su comprensión para generar una industria sustentable, es de suma importancia para todos los integrantes de la cadena productiva.

Las empresas agroquímicas y encargados técnicos que auspician y participan el proyecto son:

AGROCONNEXION, Álvaro Vargas, Jefe de Investigación y Desarrollo.

ANASAC, Cristian Riquelme, Jefe de I+D Reguladores de Crecimiento.

BASF, Nicolás Silva, Técnico Desarrollo de Mercado SR.

BAYER, Diego Saenz-Diez, Field Marketing Intensive Crops.

BIOAMERICA, Alejandra Espinosa, Jefa Investigación y Desarrollo.

FITOLOGICAL, Milton Elgueta, Director de Innovación y Desarrollo Tecnológico.

SUMITOMO CHEMICAL, Sebastian Barrios, Strategic Marketing Manager.

SYNGENTA, Claudia Muñoz, Crop Manager Frutales.

Finalmente, un último, pero muy importante actor de la industria nos ha ayudado a financiar el proyecto: Comité de Cerezas de Chile, entidad perteneciente a ASOEX, que además colabora en la difusión de los avances de la investigación.

Equipo técnico

La única forma de que este ambicioso proyecto funcionara era con un equipo técnico del más alto nivel, con conocimientos en diversas áreas, desde el campo a la bioinformática. Considerando lo mencionado, generamos una estructura de trabajo de acuerdo con las posibilidades de aporte de cada profesional en cada tópico que la iniciativa requiere. El equipo quedó conformado de la siguiente forma:

  • Actividades y ensayos de campo: equipo AVIUM, Carlos Tapia, Emilio Martínez, Nicolás Martínez y Alex Vergara.
  • Monitoreos de madurez y actividades de postcosecha: equipo Trio Kimün, Jessica Rodríguez, Francisca Barros y Militza Ivelic.
  • Extracciones de ARN en campo y laboratorio: equipo Diagnofruit, Violeta Rojas, Claudio Gonzalez, Jaime Gozalvo, Sebastian Gonzalez y Elisa Miranda.
  • Análisis Bioinformáticos: grupos de estudio Universidad de Chile, Dr. Alan Zamorano, UDLA, Dra. Cecilia Ramos y Dr. Leonardo Pavez y Diagnofruit, Dr. Miguel López.
  • Dirección general del proyecto, Diagnofruit.
Foto 3. Equipos técnicos visitando huertos para caracterización y selección y actividades de cosechas de ensayos.

Primeros hallazgos y proyecciones

Como era de esperar, los ensayos han sido complejos, se logró consolidar muestreos desde 7 unidades productivas cuyos ARNs están conservados a -80ºC,  a la espera de los resultados de las guardas en almacenaje refrigerado, de esta forma escogeremos aquellos que representen los comportamientos más diversos y  que nos permitan comparar la actividad transcriptómica.

Logramos detectar desarrollo de pardeamiento en pre y postcosecha, lo que nos permite continuar con la siguiente etapa del proyecto.

Las evaluaciones de fruta en guarda terminan a mediados de febrero, desde ese momento el área molecular pasa a ser dueña del proyecto, comenzando con las actividades de bioinformática, que se extenderán en el otoño y parte del invierno de 2023. 

Hemos sumado ensayos en postcosecha que inicialmente no estaban contemplados, con el fin de entender qué ocurre en almacenaje, la idea es sumar análisis de RNAseq, por lo que aún estamos en búsqueda de financiamiento, con el objetivo de avanzar y profundizar, no solo en el origen del pardeamiento, sino también en cómo es el proceso de maduración y postcosecha extendida al que sometemos las cerezas chilenas. 

Finalmente, esperamos contribuir a la consolidación de una industria sustentable, quizás tenemos la MEJOR CEREZA DEL MUNDO, pero debemos ser críticos y generar información local para atender nuestras problemáticas, superarlas y seguir exportando un producto de calidad premium.

Foto 4. Actividades de postcosecha realizadas en packing Yucay, en Teno, Región del Maule.

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