Taraxacum kok-saghyz , a menudo abreviado como TKS y comúnmente conocido como diente de león kazajo , raíz de caucho o diente de león ruso , [1] [2] es una especie de diente de león originaria de Kazajstán , Kirguistán y Uzbekistán , notable por su producción de alta -Caucho de calidad. [3] T. kok-saghyz fue descubierto en Kazajstán en 1932 por científicos soviéticos que buscaban una fuente nacional de caucho . [2] [4]
Kok-saghyz se deriva del kazajo kök-sağız (кͩк-сағыз), donde kök significa raíz y saghyz significa caucho o goma de mascar. Su látex se utilizaba tradicionalmente como una especie de chicle. [5]
Taraxacum kok-saghyz es una planta perenne con una flor compuesta de color amarillo característica del género Taraxacum . Cada cabeza de flor puede tener aproximadamente una pulgada de diámetro y estar compuesta por 50 a 90 floretes. [6] Las plantas pueden contener de 25 a 50 hojas dispuestas en una o más rosetas en el extremo superior de la raíz. Taraxacum kok-saghyz se puede diferenciar del diente de león común ( Taraxacum officinale ) por sus hojas generalmente más pequeñas, de color verde grisáceo y estructuras en forma de cuernos en las brácteas que rodean la yema. [6] Las flores son hermafroditas, polinizadas por insectos ( entomófilas ) y se encuentran en tallos que alcanzan aproximadamente un pie de altura. Taraxacum kok-saghyz suele florecer de mayo a junio, y las semillas maduran de junio a julio. [7]
Es una especie diploide que se reproduce sexualmente [2] y produce buen polen. [1] Otra especie, un apomíctico triploide que también tiene brácteas cornudas y produce caucho, T. brevicorniculatum Korol. Con frecuencia se ha identificado erróneamente como T. kok-saghyz . [1] [2]
El TKS se cultivó a gran escala en la Unión Soviética durante la Segunda Guerra Mundial . La Unión Soviética cultivó Taraxacum kok-saghyz, junto con Taraxacum hybernum y Scorzonera tau-saghyz , a gran escala entre 1931 y 1950, especialmente durante la Segunda Guerra Mundial , como fuente de emergencia de caucho cuando los suministros de caucho de Hevea brasiliensis en el sudeste asiático fueron amenazados. Estados Unidos , Reino Unido , Alemania , Suecia y España también cultivaron la planta por el mismo motivo. Durante este período, los rendimientos más altos logrados por Estados Unidos alcanzaron 110 kg de caucho por hectárea, mientras que la URSS logró rendimientos de 200 kg de caucho por hectárea. El subcampo Raisko de Auschwitz era una fábrica de producción para la planta. Algunas de las mujeres deportadas en el Convoi des 31000 trabajaron allí en su producción. [8] Con el fin de la Segunda Guerra Mundial y el regreso del caucho asequible Hevea brasiliensis (que tiene un rendimiento entre 8 y 10 veces mayor [9] ), cesaron la mayoría de los programas de T. kok-saghyz .
Taraxacum kok-saghyz se desarrolla mejor en suelos sueltos y bien drenados con alta retención de humedad y un pH entre 5,5 y 8,5, a pleno o casi pleno sol. [7] La planta crece bien en climas templados . [10] El mayor crecimiento se registra en suelos que contienen entre 2% y 8% de materia orgánica . [11]
TKS produce alrededor de 1 millón de semillas por libra. [10] Las semillas germinan fácilmente pero crecen muy lentamente a pesar del desarrollo temprano de un fuerte sistema de raíces. Debido a su lento crecimiento, las plántulas son vulnerables a ser superadas por las malezas nativas. El crecimiento lento y el control de malezas siguen siendo desafíos importantes para el cultivo exitoso de TKS en la actualidad. [12] Los investigadores han identificado la siembra directa de TKS como el método preferido para establecer un cultivo. [10] Los estudios de campo mostraron que la germinación de TKS ocurre en mayo. [13] La vulnerabilidad durante las primeras etapas de la vida es la razón principal por la cual la evaluación del riesgo de plagas, realizada por el instituto Julius Kühn , reveló poco potencial invasivo para el TKS en Alemania. [14]
Actualmente, los principales desafíos del cultivo de TKS incluyen la germinación de las plantas , el vigor de las plántulas, la tasa de crecimiento y el control de malezas . El control de malezas es ineficaz, ya que los herbicidas disponibles actualmente a menudo tienen efectos secundarios no deseados, como ralentizar el desarrollo de las plantas o causar daños a las mismas. [15] Sin embargo, el control de malezas es inevitable ya que la presión incontrolada de las malezas reduce la supervivencia de los cultivos y la tasa de crecimiento de las plantas. Además, el cultivo de TKS en hileras no es práctico debido a la morfología de la planta. Los estudios actuales del genoma vegetal tienen como objetivo identificar marcadores genéticos para mejorar el germoplasma de TKS . Además, se está investigando el desarrollo de resistencia a las malas hierbas mediante técnicas tradicionales de fitomejoramiento. [10]
En 2022, los científicos informaron sobre la primera roya en TKS en China, causada por Puccinia hieracii . Conduce a pérdidas de rendimiento de moderadas a altas y plantea una amenaza potencial para la producción a gran escala de TKS . [dieciséis]
TKS se puede cosechar después de una única temporada de crecimiento. La acumulación de caucho comienza en la germinación, alcanza su punto máximo alrededor del año y luego se estabiliza o disminuye debido a que los microorganismos desprenden y destruyen los tejidos de las raíces más antiguas . [17]
El caucho natural (cis-1,4-poliisopreno) es un polímero producido por plantas. El caucho natural se obtiene coagulando y refinando látex de especies vegetales. [10] En muchas de sus aplicaciones más importantes, no puede ser reemplazado por alternativas de caucho sintético. [4] Algunas de las propiedades únicas e irremplazables incluyen resistencia a la abrasión, elasticidad, resistencia al desgarro y al impacto, maleabilidad a temperaturas frías y dispersión eficiente del calor. [18] La producción de caucho natural se concentra en las zonas tropicales de los países de Asia y el Pacífico y proviene del árbol del caucho Para ( Hevea brasiliensis ). [19] El mercado del caucho natural está coordinado por la Asociación de Países Productores de Caucho Natural (ANRPC). Esta asociación intergubernamental representa el 92% de la producción mundial de caucho natural. [20] Hay una serie de factores que impulsan la búsqueda de alternativas a la producción de caucho natural.
Una amenaza para la producción de caucho de Hevea brasiliensis es la plaga de la hoja sudamericana (SALB), causada por el hongo Pseudocercospora ulei , que ha afectado la producción de caucho convencional en América del Sur desde 1934. Esta plaga puede extenderse a los árboles de Hevea brasiliensis en el sudeste asiático , que son genéticamente muy similares entre sí y a los de Sudamérica. Además, las tierras utilizadas para la producción de caucho se están convirtiendo en plantaciones de palma aceitera para producir biocombustibles , y los costos laborales reducen la rentabilidad de las plantaciones de Hevea brasiliensis , ya que cada árbol debe ser perforado manualmente para cosechar su látex . Los crecientes precios del petróleo limitan la viabilidad económica de los cauchos sintéticos, y sus equivalentes sintéticos a menudo no pueden reemplazar pragmáticamente al caucho natural. [4] [2] En mayo de 2019, el fabricante alemán de neumáticos Continental AG anunció que estaba a punto de comenzar la producción del "primer neumático de bicicleta fabricado con caucho sostenible procedente de dientes de león", que pretendía cultivar en sus propias plantas de fabricación. evitando varios de los problemas tradicionales con el látex de H. brasiliensis : desde el largo tiempo entre la siembra y el cultivo (sólo seis meses para el diente de león, en lugar de siete años para el árbol de caucho) y los precios volátiles del producto debido al largo transporte. -distancias entre los lugares donde se puede cultivar el caucho y las fábricas de la empresa. [21]
Además, hay cada vez más pruebas de reacciones alergénicas al caucho Hevea utilizado en dispositivos médicos (guantes, condones, catéteres y otros productos médicos), posible escasez de suministro debido a la creciente demanda (el mercado mundial de caucho natural aumenta anualmente entre 1 y 3 %. [20] ), cambios en el uso del suelo y una tendencia general hacia la sustitución de productos químicos derivados del petróleo por energías renovables, que están impulsando la búsqueda de nuevas fuentes de caucho natural. [1] [4]
Una de las opciones alternativas es TKS . Contiene en promedio un 12% de caucho natural y tiene un rendimiento promedio de 225 a 750 kg/ha. En comparación con Hevea brasiliensis , el rendimiento de TKS no es suficiente para cubrir los costos de recolección y procesamiento. [20] Los investigadores han comenzado a desarrollar cultivares de Taraxacum kok-saghyz que son más fáciles de cultivar y que producen más y mejor caucho como parte de un gran proyecto de investigación en muchas instituciones. [9] [22] [2]
Una etapa importante de la producción de caucho que también juega un papel en el éxito del TKS como cultivo es el almacenamiento de las raíces. Deben almacenarse y manipularse de manera diferente según el tamaño de las raíces y la temporada de cosecha. En general, las raíces secas se pueden almacenar durante al menos nueve meses en un ambiente seco. Para maximizar la productividad, las raíces pequeñas (menos de 10 g de peso fresco) se procesan o secan inmediatamente después de la cosecha. Para raíces grandes es mejor almacenarlas frescas en una habitación refrigerada. Las condiciones de frío, además de estabilizar el contenido de caucho, también aumentan el contenido de caucho en las raíces debido a la inducción por frío de la vía biosintética del caucho . Esto es especialmente importante si la época de cosecha es anterior a la estación fría. [23]
Inmediatamente después de la cosecha, las raíces se lavan para quitarles la suciedad y el suelo. Si las raíces no se procesan directamente, por motivos de transporte, se deben secar y luego se pueden almacenar durante varios meses en condiciones adecuadas.
El proceso de extracción del caucho sigue este patrón:
Este proceso recuperó más del 90% del caucho total de las raíces. Otra opción de procesamiento sería la extracción del caucho como látex . [4]
La inulina producida por TKS es un azúcar que podría usarse en aplicaciones no alimentarias o convertirse en bioetanol mediante fermentación. La biomasa vegetal restante podría utilizarse para producir biogás . [4] Si la planta se cultiva para obtener este subproducto, es importante que las raíces no se almacenen en condiciones de refrigeración, porque las raíces degradan la inulina para proporcionar los sustratos para la biosíntesis del caucho . [23]
El creciente interés por el caucho natural aumenta el interés por los organismos genéticamente modificados . Esta necesidad se explica por la disminución de los recursos mundiales del caucho natural, la indispensabilidad del caucho natural para la industria y la necesidad estratégica de que una industria nacional sea independiente de las importaciones. Los principales objetivos del mejoramiento son aumentar tanto el porcentaje de contenido de caucho en la planta como la masa vegetativa de la planta. [20] En comparación con otras plantas productoras de caucho, la heredabilidad de los rasgos relacionados con el rendimiento es menor, lo que implica un progreso genético más lento para TKS . [24]
El porcentaje de caucho y el tamaño de las raíces podrían aumentarse mediante policruces de polinización abierta, lo que daría como resultado el doble de rendimientos de caucho. El porcentaje de caucho en TKS podría aumentarse potencialmente mediante el mejoramiento hasta entre un 15 y un 25 % del peso seco. [4] Tres genes son los principales responsables de la biosíntesis del caucho: REF (factor de alargamiento del caucho), SRPP (proteína de partículas pequeñas de caucho) y CPT (cis-preniltransferasa). El papel de estos genes quedó demostrado en 2016 mediante el análisis de la secuencia del genoma de Hevea . Con la inserción de estos genes en el ADN nuclear de TKS , es posible aumentar el contenido y la calidad del caucho en la planta. La ingeniería genética permite aumentar el contenido de caucho de TKS de dos maneras: ya sea mediante la degradación de la inulina mediante la expresión del gen 1-FEN o mediante la eliminación del gen fructano 1-fructosil transferasa (1-FFT), que codifica la fructosa involucrada en la síntesis de inulina. . [20] En cuanto a la competitividad con las malezas, la creación de plantas TKS resistentes a herbicidas es una posible estrategia para resolver este problema. Se ha propuesto la hibridación entre el diente de león de caucho TKS y el diente de león común ( Taraxacum officinale ) como una posible forma de lograr esta resistencia. [25]
{{cite journal}}: Citar diario requiere |journal=( ayuda )El consorcio EU-PEARLS vincula a las partes interesadas de la UE y de otros lugares en el desarrollo, la explotación y el uso sostenible del guayule y el diente de león ruso, con el objetivo de establecer nuevas cadenas completas de creación de valor para el caucho natural y el látex de estas plantas.
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