Mejoramiento nutricional de la papa: identificación de compuestos fenólicos bioactivos y desarrollo de un modelo predictivo de la vía biosintética

VILLARREAL FD; LANTERI ML

Jornada; Jornadas INVESTIGAR 2020; 2020

La papa (Solanum tuberosum) es un alimento básico de gran valor nutritivo. El contenido de compuestos fenólicos en cultivares de consumo es menor que en andinos. Estos compuestos contribuyen a la defensa de las plantas y poseen efectos beneficiosos para la salud humana. El mejoramiento de la papa ha sido dirigido a incrementar la productividad y la resistencia a plagas, en detrimento de su calidad nutricional.Este proyecto tiene como objetivo general analizar el metabolismo de compuestos fenólicos con propiedades bioactivas en papa, a fin de desarrollar herramientas predictivas que asistan al mejoramiento nutricional de la especie.Los objetivos específicos son 1- Caracterizar los tipos y niveles de compuestos fenólicos en cultivares andinos de papas, 2- Determinar las propiedades bioactivas de los compuestos: capacidad antioxidante, actividad citotóxica y bactericida in vitro, 3- Identificar las isoformas de los genes involucrados en la biosíntesis de los compuestos fenólicos bioactivos en cultivares andinos, 4- Desarrollar un modelo predictivo de la red metabólica de compuestos fenólicos que permita jerarquizar los flujos metabólicos involucrados. Estos objetivos específicos proporcionan por separado datos valiosos. Sin embargo, la importancia del proyecto está centrada en la integración de los datos aportados por los objetivos 1 a 3 que se plasma en el objetivo 4, en establecer correlaciones entre los distintos análisis y en la complementación entre las técnicas (bioquímicas, moleculares y bioinformáticas) que se utilizarán.Las hipótesis que se plantean son 1- Un mayor contenido de compuestos fenólicos bioactivos conlleva a un incremento de actividades biológicas beneficiosas, 2- La implementación de un modelo matemático de la vía de compuestos fenólicos permite la identificación de flujos clave involucrados en la biosíntesis de diferentes compuestos bioactivos.Se utilizarán los cultivares andinos Santa María, Moradita, Waicha y Chaqueña, por sus perfiles metabólicos contrastantes y sus múltiples actividades biológicas. Para estudiar el metaboloma de tubérculo de papa, se propone una estrategia de metabolómica no dirigida mediante análisis de UHPLC-ESI-MS y UHPLC-ESI-MS/MS. Los extractos de papas o fracciones enriquecidas se ensayarán in vitro sobre sistemas experimentales modelos de actividad antioxidante, bactericida o citotóxica puestos a punto en nuestro laboratorio. Para estudiar el transcriptoma de tubérculo de papa, se propone la técnica de RNA-seq debido a su alta sensibilidad y precisión. Este enfoque sistémico es útil para identificar genes claves asociados a la producción de metabolitos de interés para generar cultivares de papa optimizados que aporten valor agronómico y alimenticio.Este proyecto permitirá la construcción de un modelo basado en restricciones de regulación metabólica de compuestos fenólicos bioactivos en papa que servirá como herramienta para el mejoramiento nutricional de la especie.