Dra. Ma. Fabiana Malacarne Asociación Semilleros Argentinos

Métodos de mejoramiento genético vegetal

El origen del valor

Facultad de Cs. Agrarias-Universidad de Belgrano 13 de abril de 2016

Fitomejoramiento

Basado en ciencia Conjunto de estrategias aplicadas a la obtención de genotipos con características deseables según objetivos definidos previamente

Creación de nuevas variedades

Variedad vegetal: grupo de plantas seleccionado dentro de una especie, que presentan una serie de características comunes.

Selección

Condición: especies sexualmente compatibles

Selección

Genes de interés Genes indeseados

Líneas donadoras

Genes de interés

Variedad elite Selección

Retrocruzas con la variedad elite

Variedad elite con los genes de interés

Fuente: Ministerio de Agroindustria

Híbridos dobles

Híbridos simples

96 kg/ha/año

Biotecnología

Espontáneas

Inducidas

Mutaciones

Ornamentales 625

Cereales 1.199

Otros cultivos 717

Arroz

Cebada

Trigo panadero

Maíz Otros

cereales Leguminosas

Cvos. industriales

Hortalizas

Oleaginosos

Otros

165 var.

49 var.

695 var.

60 var.

1.570 var.

10 var.

• Más de 2.500

variedades obtenidas

por mutación

• ¾ por radiación

gamma

Fuentes: FAO/IAEA, New York Times

Ingeniería Genética

A. tumefaciens

Plásmido Ti

ADN-T Sitio de restricción

ADN con el gen de interés

Plásmido con el gen de interés

Introducción a las células vegetales

Regeneración planta transformada

Gen

de

interés

Variedad

élite

Transfor

mación

genética

Múltiples

eventos de

transformación

• 1 sola

copia del

transgen

•Transforma

ción estable

Selección de

eventos élite

Retrocruzas con

variedades élite

Bú

sq

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el g

en

Descu

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Tra

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Pru

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po

a

gra

n e

scala

Liberación

comercial

Pruebas de

laboratorio

Ensayos a campo

y mejoramiento

Derechos de

propiedad intelectual y

licencias

Expedientes

regulatorios

Multiplicación

Liberación

Comercial

Introgresión Var. elite

Evento transformación

selección

selección

selección

Ret

rocr

uza

s

Var. comercial

20 años en el campo ¿Qué tenemos?

Tolerancia a herbicidas

Resistencia a insectos

20 años en el campo ¿Qué tenemos?

Resistencia a virus

Tolerancia a sequía y ácidos grasos saludables

Fuente: ArgenBio

Fuente: ArgenBio

Tolerancia a herbicidas

• Sustitución de herbicidas

• Mejor control de malezas

• Simplificación del manejo

• Beneficios asociados con la Siembra Directa

Resistencia a insectos

•Máxima expresión del potencial de rendimiento

• Mayor flexibilidad siembra

• Mejor calidad del grano y menos micotoxinas

• Maíz seca en el campo, no quiebra = menor costo/más rendimiento

20 años en el campo ¿Por qué se siembran?

NBT´s

Oligonucleótido sintético

Genoma en el que se quiere realizar la mutación

Error

Enzima del mecanismo reparador de la célula

1) El oligonucleótido se aparea con la secuencia homóloga en la planta y crea un error de apareamiento

2) Las enzimas del mecanismo de reparación

celular reconocen el error y lo reparan usando al

oligonucleótido como molde

3) El mecanismo de reparación remueve al oligonucleótido y la célula lo digiere

Diagrama de la técnica de mutación dirigida por oligonucleótidos (adaptada de http://cibus.com/)

Canola tolerante a herbicidas

Trigo resistente a oídio

Arroz tolerante a roya

Biotecnología, una interesante caja de herramientas Genómica

Marcadores Moleculares

Mapeo Genes

Marcadores Moleculares

Característica de interés

Marcadores

Genómica

Fuente: S Sato et al. Nature 485, 635-641 (2012) doi:10.1038/nature11119

Mapeo de Genes

Fuente: S Sato et al. Nature 485, 635-641 (2012) doi:10.1038/nature11119

10-12 años es el tiempo

necesario para desarrollar una nueva variedad

Se requieren $1,2-1,7 millones de inversión

De cada programa de

mejoramiento solo 1-3 variedades llegan a

ser comerciales • Para la obtención de la variedad “Veery” (CIMMYT) fueron necesarios 3.170 cruzamientos entre 51 parentales, ensayados en 21 países

• 7 años se tarda en obtener una nueva variedad si se usa la tecnología de dobles haploides (cultivo de anteras)

• 200 variedades fueron obtenidas por mutaciones inducidas (principalmente rayos gamma)

• El sistema regulatorio argentino está evaluando un trigo transgénico tolerante a la sequía y en España se está desarrollando otro trigo transgénico apto para celíacos

El 80% del aumento de

rendimiento de trigo en la UE

se debe al mejoramiento genético y las buenas

prácticas agrícolas

Fuente: elaboración propia con datos de ANOVE, CIMMYT, ESA, Syngenta, FAO/IAEA

¡Más de 100 millones de U$S!

El agro más allá de la ciencia ¿Qué le preocupa a la gente?

¿Los cultivos GM son seguros?

Los transgénicos se regulan:

Impacto sobre el ambiente y la salud

1 - Investigación (invernadero,

ensayos a campo)

2- Siembra comercial/alimentación

humana y animal

Tan seguro como… (y no menos nutritivo)

que el convencional

• Origen del gen

• Caracterización molecular de la construcción

• Función, modo de acción

• Toxicidad y alergenicidad

• Familiaridad – historia de uso seguro

• Niveles, patrones y

estabilidad de la expresión

• Caracterización molecular de

la inserción

• Características morfológicas,

fisiológicas y agronómicas

• Impacto ambiental

(organismos no blanco, flujo

génico, etc.)

• Composición

• Aptitud alimentaria

Evaluación de riesgo: ¿qué se analiza?

Gen - construcción genética -

productos de expresión OGM (planta y productos)

Evaluación de riesgo: el enfoque comparativo

Parámetros agronómicos

(morfología,

reproducción,

desempeño),

composición, aptitud

nutricional…

No GM

(con historia de

uso seguro)

GM

(nuevo)

Tan seguro como… (y no menos nutritivo)

que el convencional

Nueva variedad ¿Y ahora qué sigue?

Solicitud

CONABIA

SENASA

Dirección Mercados Agroaliementarios

Secretaría Agregado de Valor

RNC, RNPC

Algunas provenientes de NBT´s

Selección, mutaciones, otras

Variedades GM

Monocultivo y falta de rotaciones

Si no hay…

Rotación de cultivos,

Rotación de principios activos,

Diversificación en técnicas de control…

Aparecen insectos y

malezas resistentes

BPA

Ciencia Conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, sistemáticamente estructurados y de los que se deducen principios y leyes generales con capacidad predictiva y comprobables experimentalmente

Tecnología Aprovechamiento práctico del conocimiento científico

Innovación Creación o modificación de un producto, y su introducción en un mercado

No es lo mismo

No hay mercado sin aceptación La aceptación proviene de la percepción

Percepción pública

• Representación de la realidad de un grupo de personas

• Formación de creencias

• Conjunto de percepciones da origen a la opinión pública

• Sociedad globalizada

• Hiper-comunicada

• Con problemas globales

• Con diversidad cultural

• Con intereses comunes y no

comunes

Imposibilidad de abarcar todos

los temas

Delegar la interpretación en

“otros”

Problemas globales en el tapete

INFLUENCIADORES

En este contexto…

• Personas o instituciones referentes en un área

• Consideradas fuente experta autorizada

• Se las estima confiables y veraces

Influenciadores

Esvástica : ser afortunado

Muerte, envenenamiento

Amor de MADRE

Distorsión de la percepción del riesgo

1 litro de cerveza= 0,5-30 microgramos de glifosato (categoría 2A IARC) 1 vaso de cerveza= 8.000.000 microgramos alcohol (categoría 1 IARC)

Distorsión de la percepción del riesgo

Tendencias y modas

Influyen hoy en la aceptación de las tecnologías:

• Volver “a las raíces”, a “lo natural”, “comida sin químicos

• Agricultura orgánica

Estas deberían ser las frutas para hacer jugo 100% natural

Todo lo que comemos proviene del mejoramiento genético

Comida sin químicos

Fuente: www.Naukas.com

Neil Young, músico canadiense Fundador de Farm AID (concierto para recaudar fondo para agricultores europeos y de USA)

OGM vs Orgánicos

Cambio EIQ/ha países desarrollados

Cambio EIQ/ha países en vía de desarrollo

Algodón GM TH -420,1 -106,9

Algodón GM RI -863,4 -9370,6

1996-2013 (millones ton) 2013 (millones ton)

algodón 21,70 2,78

Producción adicional por el impacto positivo de los OGM

DIAGNOSTICO BASE PARA LA PARA PRODUCTORES DEL MUNICIPIO DEURAMITA PREPARADO PARA: ELABORADO POR: FECHA: CIUDAD: CON EL APOYO DE: DIAGNOSTICO BASE PARA LA CERTIFICACIÓN DE ALGODÓN ORGÁNICO PRODUCTORES DEL MUNICIPIO DEURAMITA – ANTIOQUIA. (2010)

Brookes & Barfoot (2015) GM crops: global socio-economic and environmental impacts 1996- 2013.

¿Qué pasa si el agro no comunica?

Agosto 2013, ensayo de

arroz dorado destruido

por activistas en el

Instituto Internacional

de Investigación en

Arroz, Filipinas

Arroz Dorado

Todo lo que

hacemos

impacta en el

ambiente

¿Qué debemos/necesitamos hacer?

Contar qué hacemos (en todos los sectores)

Responder a las preocupaciones de la gente

Nuestras palabras se tienen que

entender, nuestros mensajes

tienen que llegar y convencer…

Necesitamos la ciencia, la tecnología y la

innovación para

• Garantizar la seguridad alimentaria

• Mejorar la calidad de vida de las

personas

• Cuidar el ambiente y la biodiversidad

¡Tenemos que transformarnos en influenciadores!

fabiana.malacarne@asa.org.ar

@fabibiotec

www.asabiotecnologia.com.ar

¡Muchas gracias!