Dalia: biotecnología en la flor nacional

Un grupo de investigación de ingeniería en alimentos de la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería del Instituto Politécnico Nacional (UPIIZ-IPN) trabaja en el desarrollo de un método para la reproducción de dalia (Dahlia sp.), así como su aprovechamiento biotecnológico como insumo en el área alimentaria.

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el maestro en biotecnología y bioingeniería Sergio Zavala Castillo especificó que el equipo de investigadores seleccionó la dalia debido a que es considerada como la “flor nacional”, ya que generalmente es utilizada por su parte ornamental; sin embargo, existen tendencias para aprovechar otras propiedades de dicha planta, como la inulina, que es un polisacárido que favorece la reproducción de microorganismos benéficos en el organismo y puede ser aprovechada para consumo humano o en el área farmacéutica.

“Entendiendo la tecnología como la aplicación de la ciencia para resolver un problema, en el caso de este estudio se trata de ciencia básica, en donde tenemos el interés en particular para trabajar con dalia, para aprovechar las propiedades de esta planta endémica de México, ya que tiene una importante cantidad de inulina, se puede aprovechar esta fibra soluble como prebiótico. Además tenemos una propuesta ecológica, ya que evitamos usar las plantas en su totalidad, solo aprovechar parte de ellas —en cultivos de callos y células en suspensión— y con ello puedan seguir vivas”, expuso el también candidato a doctor.

Por su parte, la doctora Margarita Ivonne Garrido Gutiérrez, líder del proyecto de investigación, expuso que previo a este trabajo, el equipo realizó un estudio de diferentes especies naturales productoras de inulina, como Agave salmiana, espárrago, brócoli, cebolla y dalia, con el fin de propagarlas y estimular su producción de inulina. La dalia fue seleccionada también debido a que, según la literatura, es la que tiene el mayor contenido de inulina.

Los estudios antes mencionados fueron publicados en la revista Mexican Journal of Biotechnology número 1, volumen 1, páginas 170 a 176, en su edición de julio-diciembre 2016 con el título de Food interest Agave salmiana’s fructans obtention using plant tissue culture techniques y en el volumen 2, número 2, en su edición de julio-diciembre 2017, bajo el título de Establishment in vitro to obtain Dahlia sp. buds and calli for futher inulin production, páginas 130 a 141.

Siembra in vitro

Margarita Garrido, también doctora en ciencias con especialidad en biotecnología y bioingeniería, especificó que este estudio, vinculado con la producción de inulina en dalia, es desempeñado por la hoy egresada de la carrera de ingeniería en alimentos, Miriam Gabriela Pérez Delfín, con el trabajo titulado Optimización de las condiciones de siembra in vitro para la producción de inulina en Dahlia sp.

“Miriam Pérez maneja dos vertientes en su trabajo. La primera mediante la producción de microtubérculos de dalia y la segunda con células en suspensión para estimular en la planta la producción de inulina. Ha trabajado con varias líneas vegetales y luego de experimentar, obtuvo los microtubérculos de las raíces en la dalia. Por el momento, Miriam Pérez, después de comprobar que en microtubérculos sí hay inulina, ahora cuantifica esta producción”.

Miriam Pérez expuso en entrevista que existe el registro de que el cultivo de la dalia se efectúa principalmente a partir de sus raíces tuberosas, ya que sus semillas son consideradas generalmente estériles.

“Mi intención de cultivar esta planta es bajo dos propósitos: destacar la importancia de su inflorescencia para floristería, así como del cuidado de sus raíces tuberosas, ya que de ahí obtenemos la inulina. Por esta razón, en una primera instancia me dediqué solamente a la obtención de microtubérculos y callos de dalia”.

La biotecnóloga vegetal Margarita Garrido explicó que después de la obtención de callos de dalia, el proceso siguiente será trabajar con elicitores o inductores (así llamados en México) para estimular la producción de la inulina. Los inductores pueden ser de origen químico, como sustancias (sales o azúcares) o pueden ser factores ambientales como luz o agitación. Estos provocan en las células vegetales un estrés controlado que permite promover la síntesis del compuesto de interés, en este caso, la inulina.

“Mediante experimentación con tratamientos de luz, oscuridad y diferentes reguladores de crecimiento vegetal, obtuvimos los microtubérculos. Esto es un paso importante, ya que ahora contamos con las condiciones experimentales para obtener la planta completa y los microtubérculos in vitro y continuaremos en la búsqueda de los factores necesarios para obtener una mayor cantidad de inulina”.

Explicó que en los cultivos in vitro las plantas tienen una gran cantidad de agua, mientras que en materia seca, la planta tiene poca productividad. Por esta razón, el grupo actualmente idea una estrategia para obtener los tubérculos con un incremento en su tamaño —ya que son microtubérculos— para que, colocados en suelo, puedan brindar una mayor cantidad de inulina en un tiempo reducido.

“Ya hemos diseñado esta estrategia, que estaremos probando para obtener resultados en los próximos meses. El proceso es lento porque tenemos que esperar a que crezcan las plantas para ir experimentando, pero los resultados obtenidos son aportaciones importantes”.

La doctora Garrido explicó que la única información que encontró en la literatura sobre la obtención de microtubérculos de dalia es de origen alemán y fue publicada en el siglo pasado, 1978. Los autores son Tissa Kannangara y Alan Booth, el título del artículo es The role of cytokinins in tuber development inDahlia variabilis, en la revista Zeitschrift für Pflanzenphysiologie, volumen 88, número 4, agosto 1978, en las páginas 333-339.

“El único artículo que encontramos relacionado con nuestro estudio no trascendió, ya que no encontramos más información u otras referencias bibliográficas. El artículo está en alemán y no está disponible de forma gratuita, tuvimos que comprarlo para acceder a esos datos y verificar, por ejemplo, que los reguladores de crecimiento vegetal que ellos utilizaron son similares a los nuestros”.

Microtubérculos en 24 horas

Entre los principales hallazgos de esta investigación, destacan la obtención de microtubérculos de dalia, la optimización en su tiempo de reproducción, así como la obtención de inulina de dichos microtubérculos.

Miriam Pérez especificó que mientras que en el suelo las raíces tuberosas en la planta se obtienen en un tiempo de entre cinco y seis meses, su técnica in vitro permite obtener los microtubérculos en 24 días. Este hallazgo es significativo debido a que la semilla de la planta es estéril y actualmente se propaga con el camote.

“Otro punto es que la obtención de plantas permite la reproducción en menor tiempo y con menor costo. En una semana podemos duplicar el número de plantas, mientras que otras técnicas utilizadas son más costosas y tardan más —entre 20 y 28 días—”.

Modificación genética

El maestro Sergio Zavala expuso que el siguiente paso de este trabajo es escalar el proceso con un biorreactor y experimentar en la modificación genética de la raíz, para incrementar la cantidad de inulina. Esto será llevado a cabo en los próximos meses.

“Tenemos un camino por delante, por lo que tenemos amplia disposición de que más personas se puedan integrar a este proyecto. Para concluir, me gustaría agradecer al Instituto Politécnico Nacional por el apoyo, tanto de las instalaciones como financieramente, para realizar nuestros proyectos”, concluyó.

Fuente: CONACYT.