Investigadores de ISU forman parte de un proyecto nacional para mejorar aún más el maíz dulce • Servicio de noticias • Universidad Estatal de Iowa

Publicado el 24 de julio de 2023 a las 10:00 a.m.

Alan Myers, profesor de bioquímica, biofísica y biología molecular, a la izquierda, y Thomas Lübberstedt, catedrático de Agronomía KJ Frey, están contribuyendo a un proyecto de investigación financiado con fondos federales que tiene como objetivo utilizar herramientas genéticas y de reproducción avanzadas para mejorar el sabor y la resistencia de maíz dulce. Foto de Christopher Gannon. Imagen más grande.

AMES, Iowa -- Es difícil superar al maíz dulce fresco en el verano. ¿O es eso? Dos profesores de la Universidad Estatal de Iowa son parte de un importante proyecto de investigación federal destinado a mejorar la calidad del maíz dulce, utilizando las mismas herramientas genéticas innovadoras que han llevado a avances en el maíz de campo.

“Se han destinado muchos recursos al cultivo de maíz de campo. Pero se han hecho muchos menos esfuerzos en el caso del maíz dulce”, afirmó Thomas Lübberstedt, catedrático de Agronomía de KJ Frey.

Si bien el maíz dulce (fresco en mazorca, congelado o enlatado) es una de las hortalizas más populares entre los consumidores estadounidenses, existen razones económicas por las que la investigación se ha centrado en el maíz de campo utilizado para la alimentación del ganado, el procesamiento y la fabricación de alimentos. Los 800 millones de dólares de maíz dulce que se cultivan en Estados Unidos cada año representan aproximadamente el 1% de la producción de maíz del país. Pero los estadounidenses no comen suficientes verduras y el consumo de maíz dulce, uno de sus favoritos, ha tenido una tendencia a la baja durante décadas. Por eso, el Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura del Departamento de Agricultura de EE. UU. ha estado financiando un proyecto de investigación para mejorar el sabor y la resistencia del maíz dulce.

Después de su lanzamiento en 2018, los primeros años del proyecto de ocho años y 15 millones de dólares se centraron en gran medida en establecer recursos que sustentaran el trabajo, incluido un panel de más de 600 variedades de maíz dulce genotipadas para que los investigadores las estudiaran, dijo Lübberstedt.

"Esa es la columna vertebral del proyecto", dijo. "Ahora estamos descubriendo cómo utilizar la información".

Grupos de investigación con colaboradores de la Universidad de Wisconsin, la Universidad Estatal de Washington y la Universidad de Florida, la institución líder del proyecto, están trabajando en diversos aspectos del mejoramiento del maíz dulce. Alan Myers, profesor de bioquímica, biofísica y biología molecular en el estado de Iowa, está explorando los procesos genéticos y bioquímicos que afectan la forma en que se almacenan los carbohidratos en los granos de maíz, con la esperanza de realzar el sabor y la textura.

Todas las líneas de maíz dulce alguna vez debieron su sabor azucarado a una mutación genética que evita que la glucosa que se forma en los granos cristalice en un polímero insoluble con almidón, dijo Myers. Cuando sus granos están llenos de polímeros de glucosa solubles, el maíz es dulce, jugoso y masticable en lugar de duro y crujiente. En un segundo tipo de maíz dulce desarrollado hace unos 20 años, la glucosa de los granos no se convierte en polímeros. Esto produce una variedad de maíz dulce que se utiliza a menudo para congelación y enlatado comercial, pero que no tiene la textura del maíz dulce tradicional.

"Lo que realmente queremos es combinar esa sensación favorable en la boca con un alto contenido de azúcar", dijo Myers.

El equipo de Myers está estudiando qué enzimas afectan la arquitectura de los polímeros en los granos de maíz, utilizando herramientas como la edición de genes CRIPSR para probar los ajustes. Si bien el objetivo principal es mejorar la calidad con un equilibrio óptimo entre almidón y glucosa, trazar nuevos métodos para cultivar maíz con un toque azucarado tiene un importante beneficio adicional. La base genética actualmente estrecha del maíz dulce deja al vegetal susceptible a nuevas amenazas de plagas y enfermedades.

“Encontrar diferentes cambios en el proceso bioquímico para producir maíz dulce protegería el cultivo contra desafíos futuros. Quizás nunca necesitemos lidiar con eso, pero queremos estar preparados”, dijo Myers.

El grupo de Lübberstedt está trabajando en perfeccionar la tecnología de doble haploide para hacer que el método de reproducción sea más común en el maíz dulce. Un estándar de la industria para producir semillas de maíz de campo comercial, el mejoramiento con doble haploide acorta el proceso para desarrollar líneas endogámicas de maíz híbrido de siete generaciones a dos, lo que ahorra años de tiempo.

El proceso comienza creando haploides, una versión de una planta con solo la mitad de su código de ADN habitual, polinizando a un donante con una planta inductora predispuesta a producir haploides. La porción de la descendencia que es haploide, hasta el 15%, es luego tratada artificialmente en las primeras etapas de su proceso de crecimiento para duplicar sus cromosomas, restaurando su capacidad de reproducirse. Eso crea una planta genéticamente pura que puede cultivarse para crear semillas híbridas consistentes.

El método de doble haploide es especialmente prometedor para buscar ganancias genéticas en el maíz dulce, ya que muchos de los rasgos deseables (mejor sabor, vida útil más larga, resistencia a enfermedades y insectos) pueden vincularse a genes individuales. Por el contrario, el mejoramiento genético del maíz en el campo busca con mayor frecuencia aumentar el rendimiento, un resultado afectado por numerosos genes y otros factores, dijo Lübberstedt.

"En el maíz dulce, generalmente hay una pequeña cantidad de genes específicos que se desea preservar, y se puede hacerlo con mucho menos esfuerzo con el mejoramiento de doble haploide", dijo.

El objetivo del grupo de Lübberstedt es facilitar el uso del método. Una mejora potencial es una planta inductora que crea haploides que pueden identificarse por su contenido de aceite, automatizando un proceso de selección de granos que normalmente se realiza a mano en función del color modificado intencionalmente de los haploides. También están estudiando variedades de maíz dulce con tendencia a duplicarse espontáneamente, lo que podría eliminar la necesidad de tratar químicamente las plantas jóvenes para crear haploides duplicados.

Se espera que el proyecto continúe hasta 2025, pero el trabajo de los investigadores podría llegar antes a los platos de los consumidores, afirmó Lübberstedt.

“Es posible que en los próximos años lo que estamos desarrollando se incorpore a nuevas variedades de maíz dulce”, afirmó.

Thomas Lübberstedt, Agronomía, [email protected], 515-294-5356

Alan Myers, Bioquímica, Biofísica y Biología Molecular, [email protected], 515-294-9548

Dave Roepke, Servicio de Noticias, [email protected], 515-294-4845

Es difícil superar el maíz dulce fresco en verano. ¿O es eso? Dos profesores de la Universidad Estatal de Iowa son parte de un importante proyecto de investigación federal destinado a mejorar la calidad del maíz dulce, utilizando las mismas herramientas genéticas innovadoras que han llevado a avances en el maíz de campo.

"Lo que realmente queremos es combinar esa sensación agradable en la boca con un alto contenido de azúcar".

Alan Myers, profesor de bioquímica, biofísica y biología molecular

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