Identificación de los virus de la papa y la preservación del cultivo frente al calentamiento global

Viroma de la papa en el Perú y fortalecimiento de las capacidades de los socios nacionales en el diagnóstico de patógenos con técnicas de última generación para enfrentar al riesgo de enfermedades emergentes por el calentamiento global.

Situación actual

La papa es un cultivo indispensable para garantizar la seguridad alimentaria a nivel mundial, pues asegura la nutrición de la población y la sostenibilidad de quienes la cultivan. En Perú, la región Andina es rica en especies y variedades de papas. Sin embargo, éstas son propensas a ser nichos ambientales para la diversificación y la evolución de los virus que afectan al cultivo de la papa. Desafortunadamente, los métodos de diagnóstico rutinarios disponibles son muy específicos y solo logran detectar los virus que ya se conocen y están reportados—dejando de lado a los nuevos virus que son desconocidos.

Perú cuenta con más de 60.000 productores pequeños de papa y a la fecha las enfermedades virales se mantienen como una de las principales limitaciones en la producción, pues conducen a la degeneración del cultivo de la papa. Esto genera pérdidas significativas del rendimiento comercial y la calidad de los tubérculos; y además ponen en peligro la seguridad alimentaria del mundo.

Ante esta problemática, el Centro Internacional de la Papa (CIP) en unión con la Universidad Nacional Agraria La Molina (UNALM) y el Instituto Nacional de Investigación Agraria (INIA), están utilizando un método de diagnóstico revolucionario de amplio espectro que tiene la capacidad para detectar todos los virus (conocidos y aún por descubrirse) en una sola prueba llamada secuenciamiento y ensamblaje de moléculas pequeñas de ARN (técnica moderna de diagnóstico molecular—sRSA) presentes en la planta de papa.

¿Qué buscó el proyecto?

Con la aplicación del sRSA, desarrollada por el CIP, se buscó entender mejor la diversidad y distribución de los virus de papa y su correlación con la producción de papa en el Perú. Asimismo, contribuir al conocimiento sobre los virus de papa en los centros de biodiversidad de este cultivo, así como entender los potenciales impactos y riesgos existentes debido al cambio climático para proteger en el futuro su producción en nuestro país.

Esta información es base y permitirá garantizar el control de enfermedades virales establecidas, emergentes y exóticas (nuevas) para contar con una respuesta integral rápida y fiable a los riesgos que enfrenta el cultivo de papa en el Perú, debido al calentamiento global.

Objetivos específicos
  • Obtener datos moleculares de secuencias virales de la papa en las principales zonas productoras del país.
  • Identificar la carga viral (virus conocidos, desconocidos y sus variantes actuales) de la papa, presentes en Apurímac, Cajamarca, Cusco, Huánuco, Huancavelica, Ica, Junín, Lima y Puno.
  • Crear una base de datos de los hallazgos en una plataforma web interactiva con acceso público que comparta conocimientos a los investigadores para mejora en sus futuros diagnósticos.
  • Capacitar a personal clave del INIA y UNALM en el uso del sRSA, mejorando sus métodos de diagnóstico rutinarios actuales.
  • Formar un equipo multidisciplinario que favorezca el reposicionamiento de las instituciones involucradas en la región.
¿Cómo se desarrolló?

Para obtener información básica y entender a las poblaciones de virus de papa, se recolectaron 994 muestras de hojas de papa ubicadas en los campos cultivados de zonas representativas, así como también datos de campo (tamaño del campo, sistema de cultivo, etc.) e imágenes de plantas y campos. De ellos se extrajeron moléculas pequeñas de ARN, las cuales fueron secuenciadas y ensambladas unas tras otras, en un proceso de análisis bioinformático similar al armado de rompecabezas, para así reconstruir el genoma de los virus de la papa.

La reconstitución automática del genoma de los virus se realizó con el programa bioinformático VirusDetect, el cual utiliza la herramienta BLAST que compara las secuencias ensambladas con la base de datos disponible para reconocer la estructura genética de los virus de las papas analizadas. De esta forma se identificaron los virus, cuya información se presenta organizada en un cuadro que permite mapear todos los virus que afectan a las muestras, conocer su prevalencia, y entender su variabilidad genética.

a. Descubrimientos a. Contribuciones a la investigación
  • 994 muestras de hoja de papa georreferenciadas provenientes de Apurímac, Cajamarca, Cusco, Huánuco, Huancavelica, Ica, Junín, Lima y Puno; las cuales fueron colectadas y analizadas, logrando crear un mapa de la variabilidad y distribución de la carga viral de la papa en dichas regiones.
  • Dos proyectos de tesis de postgrado presentados y aprobados por la Universidad Nacional de San Marcos (UNMSM) y la UNALM. El primero corresponde a la identificación del genoma completo de virus nuevos de papa en Cusco; y el segundo a virus que infectan al tomate y ají mediante el método de sRSA.
  • Hallazgo de nuevas secuencias de virus pertenecientes a 17 géneros virales en los cultivos de papa muestreados.
  • Un artículo científico enviado a una revista internacional indexada para su publicación.
  • Una técnica de diagnósticos de pequeñas moléculas implementada en el INIA y UNALM.
Aportes a la comunidad
Una plataforma web de acceso público que aloja los datos moleculares de los virus que infectan a la papa en Perú: http://potpathodiv.org/
Contacto

Segundo Fuentes
CIP, Perú
s.fuentes@cgiar.org

Gracias a nuestros donantes