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 nativa de Kazajstán , Kirguistán y Uzbekistán , notable por su producción de caucho de alta calidad. [3] T. kok-saghyz fue descubierto en Kazajstán en 1932 por científicos soviéticos que buscaban una fuente doméstica de caucho . [2] [4]
La palabra kok-saghyz deriva del kazajo kök-sağız (кҩк-сағыз), donde kök significa raíz y saghyz significa goma o chicle. Su látex se utilizaba tradicionalmente como una especie de chicle. [5]
Taraxacum kok-saghyz es una planta perenne con una flor compuesta amarilla característica del género Taraxacum . Cada cabeza de flor puede tener aproximadamente una pulgada de diámetro y estar formada 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 similares a cuernos en las brácteas que rodean el brote. [6] Las flores son hermafroditas, polinizadas por insectos ( entomófilas ) y están en tallos que alcanzan aproximadamente un pie de altura. Taraxacum kok-saghyz generalmente florece 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, una apomíctica triploide que también tiene brácteas córneas y produce caucho, T. brevicorniculatum Korol., ha sido frecuentemente identificada 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 estaban amenazados. Estados Unidos , el Reino Unido , Alemania , Suecia y España también cultivaron la planta por la misma razón. Durante este período de tiempo, los rendimientos más altos logrados por los EE. UU. alcanzaron los 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 operada por alemanes para la planta. Algunas de las mujeres que fueron deportadas en el Convoi des 31000 trabajaron en su producción allí. [8] Con la conclusión de la Segunda Guerra Mundial y el regreso del caucho Hevea brasiliensis asequible (que tiene un rendimiento de 8 a 10 veces mayor [9] ), la mayoría de los programas de T. kok-saghyz cesaron.
Taraxacum kok-saghyz crece mejor en suelos sueltos, bien drenados, con alta retención de humedad y un pH entre 5,5 y 8,5, a pleno sol o casi pleno sol. [7] La planta crece bien en climas templados . [10] El mayor crecimiento se registra en suelos que contienen entre un 2 y un 8 % de materia orgánica . [11]
El 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 sistema de raíces fuerte. Debido a su crecimiento lento, las plántulas son vulnerables a ser superadas por las malezas nativas. El crecimiento lento y el control de las malezas siguen siendo los principales desafíos para el cultivo exitoso del 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 del TKS ocurre en mayo. [13] La vulnerabilidad durante las primeras etapas de la vida es la razón principal por la que la evaluación de riesgo de plagas, realizada por el instituto Julius Kühn , reveló poco potencial invasivo para el TKS en Alemania. [14]
En la actualidad, 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 la planta o causar lesiones a las plantas. [15] Sin embargo, el control de malezas es inevitable ya que la presión de malezas descontrolada reduce la supervivencia del cultivo y la tasa de crecimiento de la planta. Además, el cultivo de TKS en hileras es poco práctico debido a la morfología de la planta. Los estudios actuales del genoma de las plantas tienen como objetivo identificar marcadores genéticos para mejorar el germoplasma de TKS . Además, se está investigando el desarrollo de la resistencia a las malezas mediante técnicas tradicionales de mejoramiento vegetal. [10]
En 2022, los científicos informaron sobre la primera enfermedad de la roya en TKS en China, causada por Puccinia hieracii . Provoca pérdidas de rendimiento moderadas a altas y representa una amenaza potencial para la producción a gran escala de TKS . [16]
El TKS se puede cosechar después de una sola 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 tejidos de las raíces más antiguas se desprenden y son destruidos por microorganismos . [17]
El caucho natural (cis-1,4-poliisopreno) es un polímero producido por plantas. El caucho natural se obtiene coagulando y refinando el 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 irreemplazables 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 áreas tropicales de los países de Asia y el Pacífico, y proviene del árbol de 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 Hevea brasiliensis es la plaga de la hoja sudamericana (SALB, por sus siglas en inglés), causada por el hongo Pseudocercospora ulei , que ha afectado la producción convencional de caucho en América del Sur desde 1934. Esta plaga puede propagarse a los árboles de Hevea brasiliensis en el sudeste asiático , que son genéticamente muy similares entre sí y a los de América del Sur. Además, las tierras utilizadas para la producción de caucho se están convirtiendo en plantaciones de aceite de palma para producir biocombustible , y los costos de mano de obra reducen la rentabilidad de las plantaciones de Hevea brasiliensis , ya que cada árbol debe ser perforado manualmente para cosechar su látex . El aumento de los precios del petróleo limita la viabilidad económica de los cauchos sintéticos, y los equivalentes sintéticos a menudo no pueden reemplazar pragmáticamente al caucho natural. [4] [2] En mayo de 2019, el fabricante de neumáticos alemán Continental AG anunció que estaba a punto de comenzar la producción del "primer neumático de bicicleta fabricado con caucho sostenible de dientes de león", que tenía la intención de cultivar en los terrenos de sus propias plantas de fabricación, evitando varios de los problemas tradicionales con el látex de H. brasiliensis , desde el largo tiempo de espera entre la plantación y el cultivo (solo seis meses para el diente de león, en lugar de siete años para el árbol de caucho) y los precios volátiles del producto debido a las largas distancias de transporte entre los lugares donde se puede cultivar el caucho y las fábricas de la empresa. [21]
Además, hay cada vez más evidencia de reacciones alérgicas al caucho Hevea utilizado en dispositivos médicos (guantes, condones, catéteres y otros productos médicos), posibles escaseces de suministro debido a la creciente demanda (el mercado mundial de caucho natural aumenta anualmente entre un 1 y un 3%. [20] ), cambios en el uso de la tierra 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 el TKS . Contiene en promedio un 12% de caucho natural y tiene un rendimiento promedio de 225–750 kg/ha. En comparación con la hevea brasiliensis , el rendimiento del TKS no es suficiente para cubrir el costo tanto de la recolección como del 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 las raíces grandes, es mejor almacenarlas frescas en una habitación refrigerada. Las condiciones frías, 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 el momento de la cosecha es antes de la temporada de frío. [23]
Inmediatamente después de la cosecha, las raíces se lavan para quitarles la tierra y la suciedad. Si no se procesan directamente, por razones 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 recupera más del 90% del caucho total de las raíces. Otra opción de procesamiento sería la extracción del caucho en forma de látex . [4]
La inulina producida por TKS es un azúcar que podría utilizarse 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 refrigeradas, 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 modificados genéticamente . Esta necesidad se explica por la disminución de los recursos mundiales de caucho natural, la indispensabilidad del caucho natural para la industria y la necesidad estratégica de una industria nacional de ser independiente de la importación. Los principales objetivos de 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 de mejoramiento 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 rendimientos de caucho duplicados. El porcentaje de caucho en TKS podría aumentarse potencialmente mediante el mejoramiento al 15 a 25% del peso seco. [4] Tres genes son los principales responsables de la biosíntesis del caucho: REF (factor de elongación del caucho), SRPP (proteína de partículas de caucho pequeñas) y CPT (cis-preniltransferasa). El papel de estos genes fue demostrado en 2016 por 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 a través de la degradación de la inulina por 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 de TKS resistentes a los herbicidas es una posible estrategia para resolver este problema. La hibridación entre el diente de león de caucho TKS y el diente de león común ( Taraxacum officinale ) se ha propuesto como una posible forma de lograr esta resistencia. [25]
{{cite journal}}: Requiere citar revista |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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