Las patatas son una hortaliza muy popular entre los israelíes, y los tubérculos son una de las principales industrias de exportación de Israel: 700.000 toneladas al año. Pero, a pesar de los avances en la producción de alimentos, la mitad de los alimentos cosechados en el mundo, incluida gran parte de la producción israelí, se pierde debido a la podredumbre causada por microorganismos.
Las plantas liberan diversos compuestos orgánicos volátiles en el entorno que las rodea, que pueden controlarse para la detección temprana de enfermedades vegetales y para evitar la pérdida de alimentos.
Un nuevo estudio de investigación dirigido por la Universidad Hebrea de Jerusalén (HU) y la Organización de Investigación Agrícola (ARO, también conocida como Instituto Volcani) de Beit Dagan presenta el éxito de un sensor biológico para la detección temprana de enfermedades ocultas causadas por Pectobacterium en los tubérculos de patata.
¿En qué consiste la investigación?
Los agricultores israelíes importan patatas de Europa para plantarlas aquí, pero un cierto porcentaje de ellas lleva en su interior enfermedades, visibles o invisibles, que causan podredumbre y reducen considerablemente la calidad de la patata.
La colaboración HU-Volcani está a punto de cambiar eso. Han desarrollado un sensor que detecta la enfermedad y puede utilizarse para impedir que la podredumbre crezca y se extienda. Su estudio se publicará en el próximo número de Talanta, una revista científica revisada por expertos, con el título “Whole-cell bacterial biosensor for volatile detection from Pectobacterium-infected potatoes enables early identification of potato tuber soft rot disease”.
El estudio fue realizado por la Dra. Dorin Harpaz y su estudiante de doctorado Boris Veltman en la Facultad de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente de la HU, bajo la supervisión del Dr. Evgeni Eltzov del Instituto Volcani. El equipo colaboró con la Dra. Sarit Melamed y la Dra. Zipora Tietel de Volcani, así como con la Dra. Leah Tsror del Centro de Investigación Gilat.
El sensor se basa en la bioingeniería y la óptica inteligentes. Cuando el sensor se expone a una patata infectada, un compuesto bacteriano que contiene se ilumina, y la intensidad de la luminiscencia indica la concentración y composición de la podredumbre.
“La intensidad de la luz que desprende el panel de bacterias permite analizar de forma rápida y cuantificable las características de la enfermedad que el sensor puede “oler” antes de la aparición de los síntomas visibles”, explica Eltzov.
Según Harpaz, “el biosensor que hemos desarrollado ayudará a identificar las patatas enfermas que aún no presentan signos externos y a mantenerlas alejadas de los tubérculos sanos, evitando así que la podredumbre se desarrolle o se extienda a otras plantas sanas.”
Para formar el panel de bacterias, el equipo creó un compuesto de cuatro bacterias modificadas genéticamente que miden la toxicidad biológica. En este estudio, el sensor biológico detectó la enfermedad antes de que hubiera ningún rastro visible y provocó que el sensor óptico brillara dos veces más que los sensores de las patatas no infectadas. Sus capacidades también se demostraron en un estudio anterior, en el que se utilizaron los sensores para detectar la toxicidad entre los edulcorantes artificiales de los suplementos deportivos.
Según los investigadores, el descubrimiento temprano de la enfermedad antes de que las patatas se exporten a mercados extranjeros o se replanten ofrece una ventaja significativa a los productores de alimentos.
“El sensor biológico puede servir para identificar de forma rápida y económica la podredumbre oculta en las patatas, facilitar una mejor gestión postcosecha y reducir el desperdicio de alimentos, algo muy importante dada la actual crisis alimentaria mundial”, afirma Harpaz.