La idea de enviar manzanas enfermas a hacerse una tomografía computarizada suena un poco exagerada, pero la información de las imágenes resultantes está ayudando a los investigadores a encontrar soluciones para uno de los trastornos más molestos para la industria: la mancha amarga en las Honeycrisp.

Mediante un acelerador de partículas (¡de verdad!) del sincrotrón de la Fuente de Luz Avanzada del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en Berkeley, California, el cual emplea los electrones que viajan cerca de la velocidad de la luz para realizar escaneos de alta resolución de las manzanas, el fisiólogo Lee Kalcsits pudo ver que la estructura celular de Honeycrisp con mancha amarga es muy diferente a la de la fruta sana y que, en comparación con otras variedades de manzanas, hay razones estructurales por las cuales las Honeycrisp corren más riesgo de desarrollar este trastorno.

“Observar todos los cortes nos permite evaluar la integridad estructural de la fruta”, explicó Kalcsits, un científico de la Universidad Estatal de Washington que está trabajando con el investigador Dave McNear de la Universidad de Kentucky para obtener las imágenes de las manzanas.

Kalcsits presentó la ponencia conmemorativa Robert F. Carlson sobre su investigación de la fisiología de la mancha amarga y sus posibles soluciones hortícolas, inclusive la gestión del riego, durante el congreso anual de la Asociación Internacional de Árboles Frutales en Napier, Nueva Zelanda.

A la escala de las células individuales de las manzanas, las manzanas con mancha amarga contienen más aire y más poros que las manzanas sanas con buena estructura.

Kalcsits dice que las manzanas infectadas tienen muchas células muertas en grupos de 20 a 30 que crean las lesiones que podemos ver e identificar como mancha amarga, así como manchas muy pequeñas de dos o tres células afectadas en todo el fruto. Por lo tanto, lo que llamamos mancha amarga es mucho más generalizado que las picadas que vemos.

“Esta estructura es importante para disminuir la incidencia de mancha amarga”, indicó Kalcsits, quien reconoció que el factor principal de este problema es inherente a la genética de las Honeycrisp. “Por supuesto, todavía estamos limitados por la genética de sus portainjertos y variedades, así como la limitación del ambiente, dependiendo de dónde se pueda cultivar su fruta, pero existen estrategias hortícolas que puede utilizar para controlar la mancha amarga”.

Dos de las principales herramientas hortícolas ciertamente no sorprenderán a ningún productor de Honeycrisp: el buen manejo de la carga frutal y la pulverización de calcio. Pero Kalcsits explicó por qué el calcio es tan importante para la estructura de la fruta y por qué los productores obtienen resultados tan variables, incluso cuando están haciendo todo bien.

“Aunque esté haciendo las cosas bien, todavía puede salir mal, y eso es lo que es tan frustrante sobre las Honeycrisp. ¿Qué es esta variabilidad? Tanto raleo de huertos para obtener una carga frutal adecuada, tantas pulverizaciones semanales de calcio y, como si fuera poco, todo esto en huertos de quinta a séptima hoja en M.9. Algunos huertos acaban con un 3 por ciento de mancha amarga y otros con un 38 por ciento”, informó, describiendo los huertos en uno de sus estudios.

“Entonces, lo que hemos encontrado en realidad es agua”, continuó Kalcsits. “Cuando se controlan los demás factores, el agua puede impulsar el tamaño de la fruta. Se puede usar el riego para reducir el tamaño de la fruta y controlar la mancha amarga”.

Los árboles que se encuentran bajo leves niveles de estrés hídrico producen frutos más pequeños que los árboles con acceso a una cantidad abundante de agua. La investigación de Kalcsits sobre la mejor manera de usar la carencia de riego para controlar el tamaño de la fruta y la mancha amarga aún está en sus comienzos, pero los resultados preliminares sugieren que es una herramienta necesaria para alcanzar tamaños adecuados.

Esta imagen en primer plano de la estructura celular cerca de la superficie de una manzana Honeycrisp muestra el desarrollo interno de la mancha amarga en un grupo más rojizo de células muertas justo debajo de la superficie. (Courtesy of Tamas Varga)

El conocimiento sobre cómo el riego controla exactamente la mancha amarga proviene de esas imágenes de alta resolución de la estructura de las células de manzana. Las Honeycrisp, naturalmente, tienen células más grandes que la mayoría de las manzanas, afirmó Kalcsits. Eso parece predisponer esta variedad a la degradación estructural asociada con la mancha amarga. Y los árboles que tienen acceso a agua adicional permiten que esas células crezcan aún más, mientras que la limitación de agua durante las últimas etapas del crecimiento de la fruta puede mantener las células de fruta un poco más pequeñas y estables.

Dentro de una manzana, las células se mantienen unidas por una capa similar al pegamento conocida como laminilla media, que está hecha de pectinas unidas con calcio. Cuando la fruta comienza a madurar, ese pegamento se descompone, pero se descompone mucho más rápido si la fruta tiene poco calcio, explicó Kalcsits.

El desafío es obtener suficiente calcio en la fruta para crear ese fuerte pegamento y resistir el desarrollo de la mancha amarga. El calcio se transporta de las raíces al árbol mediante la transpiración de agua, pero no puede moverse por sí mismo.

“A dónde va a parar depende de la cantidad de agua que use ese órgano, hoja o fruta”, apuntó Kalcsits. Pero como las hojas usan mucha agua, terminan con la mayor parte del calcio, especialmente en árboles vigorosos o en condiciones de alta transpiración. Y a diferencia del nitrógeno o el potasio, la planta no puede extraer el calcio de sus hojas y moverlo a la fruta, donde se necesita.

“Es por eso que se desarrolla la mancha amarga en la fruta, porque el calcio es relativamente inmóvil. Los problemas de corcho en peras, la podredumbre apical del tomate… todo ello surge del mismo problema: la falta de capacidad para transportar calcio a los tejidos,” aseguró. “El hecho de que tenga buenos niveles de calcio en el suelo no necesariamente se traduce en una baja incidencia de mancha amarga en el huerto debido a la forma en que el árbol lo procesa”.

Los productores tratan de evitar este problema pulverizando el calcio directamente sobre la fruta. Pero ¿cuán bien funciona realmente? Kalcsits y sus colaboradores utilizaron un marcador de calcio para ver qué cantidad del producto aplicado entra a la fruta.

Descubrieron que no importa en qué época de la temporada se pulverice, algo de calcio entra a la fruta, pero no es tan eficiente como los productores esperan: un 25 por ciento de absorción en la piel y la pulpa combinadas o un 10 por ciento solo en la pulpa, señaló Kalcsits.

Es por eso que las pulverizaciones de calcio son importantes, pero no una solución milagrosa. Un cuidadoso manejo de la carga frutal y el riego ayudarán a controlar el tamaño de la fruta y le brindarán a las Honeycrisp una mejor oportunidad de evitar la mancha amarga y aprovechar al máximo el calcio que puedan obtener.

Gran parte de esta investigación continúa en curso, pero Kalcsits espera tener resultados y recomendaciones más detalladas para los productores en los próximos años.

Una mejor comprensión de la fisiología de la mancha amarga o picado amargo y del papel de la genética también beneficiarán los esfuerzos para generar nuevas variedades de manzanas no propensas a estos problemas y encontrar portainjertos que puedan ayudar a transportar más calcio a las Honeycrisp.

De esta manera, la investigación de Kalcsits conecta perfectamente con la Iniciativa de Investigación de Cultivos Especiales de USDA-NIFA —financiado recientemente y conocido como AppleRoot2Fruit— que busca comprender y aprovechar mejor la capacidad de los portainjertos para mejorar la horticultura, la nutrición, la resistencia a enfermedades y la sostenibilidad general de la industria, dirigida por Lailiang Cheng de la Universidad de Cornell, Kalcsits y colaboradores de otras cinco instituciones estadounidenses.