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Autores: Colman Silvana L.1,2, Divito SB.2, DigilioA.3, Monti M.C.4 , Feingold S.E2.
1- Becaria Conicet
2- Laboratorio de Agrobiotecnología. INTA Balcarce
3- Banco de Germoplasma de papa y forrajeras INTA Balcarce
4-Laboratorio de Calidad y Tecnología Poscosecha. Propapa. INTA Balcarce
I Congreso Internacional de Investigación y
Desarrollo de papas nativas
Quito, 10 al 16 de Marzo, 2010
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
MARCADORES FUNCIONALES ASOCIADOS AL
ENDULZAMIENTO INDUCIDO POR FRÍO EN PAPAS
NATIVAS DE ARGENTINA
Producción de papa industria en Argentina
-Amplia disponibilidad de materia prima.
-Producción estable de más de 2 millones de toneladas anuales de papa fresca.
-Condiciones agroecológicas ideales en las regiones productoras (las principales son
Buenos Aires y Tucumán).
-Demanda mundial creciente (creció 13% en el ultimo año) y mayor consumo interno
(se cuadruplicó en los últimos 5 años)
-Posicionamiento de Argentina como proveedor del Mercosur: 63% de la demanda del
Mercosur es abastecida por Argentina.
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
Para asegurar la continua provisión de papa para el consumo:
Almacenamiento de los tubérculos a baja temperatura ( 4-8° C)
La actividad de patógenos
La tasa de respiración
La pérdida de agua
El envejecimiento
El brotado
Disminuye
El contenido de
azúcares reductores
(AR)
Aumenta
“ENDULZAMIENTO
INDUCIDO POR FRÍO”
Burton W. G. (1969) Eur. Potato J 12:81-95.
ALTO CONTENIDO DE AZÚCARES REDUCTORES (AR)
Durante la producción de papas fritas:
Azúcares
reductores
Grupos amino
libres de
aminoácidos
+
• Pigmentos poliméricos
pardo oscuros (melanoidinas)
• Compuestos intermedios
perjudiciales para la salud
(acrilamida)
Reacción de Maillard
Papas fritas de color
marrón oscuro, sabor
amargo e inferior valor
nutritivo
- Chefter J. C. and Chefter H. (1976). Introducción a la
bioquímica y tecnología de los alimentos. Acribia, España.
Principales reacciones enzimáticas involucradas en la formación
de azúcares reductores y sacarosa
INVERTASA
(Menendez et al., 2002)
Plantas superiores presentan 3 tipos de invertasas:
- Invertasa ácida vacuolar (Inv-V)
- Invertasa ácida apoplástica (Inv-CW)
- Invertasa neutral (Inv-N)
• Localización subcelular y mecanismos de descarga desde el floema:
(Roitsch and González 2004)
Inv-V Locus: Pain-1, sobre el cromosoma III
Inv-CW
Invap-a, sobre el cromosoma X
Invap-b, sobre el cromosoma IX
Cada uno presenta dos genes de
invertasas duplicados en tándem
Invap-b
Chen X., Salamini F., Gebhardt C. (2001) Theor. Appl. Genet. 102: 284-295.
Li L., Strahwald J., Hofferbert H. R., Lübeck J., Tacke E., Junghans H., Wunder J., Gebhardt C. (2005) Genetics 170: 813–821.
El locus complejo de invertasa invGE/GF, ha sido postulado
como candidato para ENDULZAMIENTO INDUCIDO POR FRÍO
- Los genes invGE/GF son ortólogos a los genes de tomate LIN5/LIN7
responsables del QTL Brix9-2-5 asociado al contenido de azúcares de frutos
de tomate.
- Ha sido encontrada una asociación entre el color de las papas fritas y
variaciones naturales de invGE/GF.
-Co-localiza con el QTL Sug9a para endulzamiento por frío.
Menendez M.C., Ritter E., Schafer-Pregl R., Walkemeier B., Kalde A., Salamini F., Gebhardt C. (2002) . Genetics 162: 1423-1434.
Maddison A. L., Hedley P. E., Meyer C. R., Aziz N., Davidson D. (1999) Plant Mol. Biol. 41: 741–751.
Li L., Strahwald J., Hofferbert H. R., Lübeck J., Tacke E., Junghans H., Wunder J., Gebhardt C. (2005) Genetics 170: 813–821.
StI002: diseñado dentro del gen invGF.
Repetición: (ATT)n
StI057: diseñado a partir de una secuencia exónica del gen
de la enzima de ramificación del almidón Sbe II. Se
encuentra geneticamente ligado al locus invGE/GF .
Repetición: (AAG)n
Feingold S., Lloyd J., Norero N., Bonierbale M., Lorenzen
J. (2005) Theor Appl Genet 111: 456–466.
Colman SL (2009) Variación alélica de invertasas
y su relación con el endulzamiento inducido por
frío en papa (Solanum tuberosum L.). UNMdP.
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Mar
del Plata, Argentina. 63p.
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Evaluar la variabilidad alélica de las invertasas invGE/GF
evidenciada por los microsatélites StI002 y StI057 en una
colección de 47 genotipos de papa Solanum tuberosum ssp.
andigena y su contribución al endulzamiento inducido por frío.
OBJETIVO
Se trabajó con 47 genotipos de los siguientes cultivares (Solanum
tuberosum ssp. andigena):
(Colección de papas nativas del Banco de Germoplasma de Papa y Forrajeras,
EEA INTA Balcarce).
Nombre
Criolla LC262 LC259 A
Tuni Blanca LC392 CCS1199 LC386
Collareja LC482 LC466 LC515 LC441 LC508 LC328 CS1432 LC389 LC344 CL621
Chaqueña redonda LC341
Moradita LC82 CCS1307
Rosada LC479 LC198 CCS1321
Blanca CCS1350 CS1419 LC451 LC329
Dulce LC496
Santa María CI658
Colorada LC452 CCS1395 LC509
Overa CCS1194
Tuni Morada LC342 LC388
Malgacha CCS1335
Cuarentona CS1430
Rara Cauqueva CQA3
Collareja larga LC449
Chaqueña CS1418
Blanca larga LC339
Runa redonda LC448
Imilla negra LC348
Rosada Bola LC478
Oquecha LC475
Churqueña LC491
Papa Oca CCS1197
Roja LC408
B LC259
Código
• Cuantificación de AR (Somogyi 1951) Cosecha
Almacenamiento a
4°C, 2 semanas
- Se amplificó por PCR con iniciadores de StI002 y StI057 (Feingold et al.
2005). Se realizó electroforesis en geles desnaturalizantes de poliacrilamida
los cuales se revelaron por tinción con plata.
- Se determinó la asociación entre la concentración de AR con las variaciones
alélicas encontradas mediante el test estadístico de Kruskal Wallis.
Estudio de la respuesta al almacenamiento a baja temperatura
Variaciones alélicas de StI002 y StI057
Azúcares reductores en tubérculo
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Variación del contenido de AR con el almacenamiento a baja temperatura
Concentración de AR en tubérculos. Se cuantificaron los AR a la cosecha y luego del almacenamiento a 4°C durante dos
semanas. La Línea indica el valor máximo de AR (2mg/g pf) aceptable por la industria procesadora de papas fritas.
Inicial
Almacenamiento 4°C
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Variación alélica revelada por StI002 y StI057 en 47 genotipos de la ssp. andigena. Electroforesis en geles de
poliacrilamida de los microsatélites StI002 y StI057.
Se identificaron 23 patrones electroforéticos.
El índice de diversidad fue de 0,91.
En general, genotipos que presentaron patrones genéticos iguales tuvieron un comportamiento fenotípico
similar:
Bajo contenido de AR luego del almacenamiento a baja temperatura.
Alto contenido de AR luego del almacenamiento a baja temperatura.
Alto contenido de AR a la cosecha.
• Se identificaron 9 alelos para StI002 y 10 para StI057 en los genotipos analizados,
los cuales se corresponden a los reportados previamente por Colman (2009)
Alelos de StI002 y StI057 asociados con el contenido de AR:
Alelos asociados al contenido de AR en tubérculos almacenados a baja temperatura. Niveles de significancia:
*:0.1 **:0.05 ***:0.01 ****:0.005 *****:0.001 ******:0.0005 *******:0.0001
Significancia
AR mg/g pf (promedio) n° de individuos AR mg/g pf (promedio) n° de individuos Test de t
StI002_4 5,87 16 2,89 21 ***
StI002_5 2,1 13 5,30 24 ****
StI002_7 4,77 28 2,33 9 ***
StI057_6 5,38 17 3,18 20 ***
StI057_7 2,05 8 4,78 29 ***
StI057_8 5,74 18 2,71 19 *****
StI057_9 5,56 9 3,75 28 *
AleloPresencia del alelo (1) Ausencia del alelo (0)
Estos alelos también se asociaron a la diferencia entre el contenido de AR inicial y post-
almacenamiento. Cabe destacar, que los alelos StI002_5, StI057_6, StI057_8 y StI057_9
también se asociaron al contenido de AR inicial de los tubérculos.
Variación alélica revelada por StI002 y StI057 en 47 genotipos de la ssp. andigena. Electroforesis en geles de
poliacrilamida de los microsatélites StI002 y StI057. Las flechas indican los alelos asociados a un bajo (flechas rojas) o a
un alto (flechas azules) contenido de AR de los tubérculos.
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Conclusiones
• Los genotipos de la ssp. andigena estudiados presentaron respuestas variables
frente al almacenamiento a baja temperatura, identificándose algunos resistentes
al endulzamiento inducido por frío.
• Se observó una alta diversidad para los genes estudiados, encontrándose
alelos asociados al contenido de AR luego del almacenamiento a baja
temperatura.
• Dos alelos estuvieron asociados con menores valores de AR luego del
almacenamiento. Los mismos son candidatos para ser utilizados en la selección
asistida por marcadores en el mejoramiento de variedades de papa con buena
aptitud industrial.
Silvana Colman
Silvina Divito
Martín Carboni
Patricia Suárez
Florencia Ialonardi
Ariana Digilio
Marcelo Atencio
Andrea Clausen
Banco de Germoplasma
de Papa y Forrajeras
Laboratorio de Calidad y
Tecnología Poscosecha.
Propapa.
M. Cristina Monti
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
Muchas Gracias por
su atención
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