Innovación y Agrobiodiversidad
www.ciat.cgiar.orgSince 1967 / Science to cultivate change
Joe Tohme
Marzo 19 2013

Seguridad Alimentaria para 2050
9 billones de personas 2050
50% de incremento en la produccion
de alimentos para el 2050 para
enfrentar demandas globales sin
danar el medio ambiente
2

Desafio para el Agro en Colombia
• Cómo proteger el rendimiento actual?
• Cómo bajar los costos de produccion?
• Cómo aumentar el rendimiento en el contexto
del Cambio Climatico?
• Cómo establecer un sistema de producción
con baja huella ambiental?

CIAT Agrobiodiversidad y Biotecnología
Integración de genómica y tecnología celular con
conservación, mejoramiento y sistemas de semillas para:
• Conservación de los recursos geneticos
• Mejorar la calidad nutricional y
productividad de los cultivos en el
contexto del Cambio Climático
• Mejorar la calidad de vida de la
población rural que no se ha
beneficiado de los avances tecnológicos

CIAT continúa invirtiendo en infraestructura
• Laboratorio de Nutrición, 2008
• Expansión del laboratorio de
Transformación Genética, 2010
• Campos con plataformas fenotípicas
para uso eficiente de agua y
nitrógeno, 2009
• Bioinformatica, 2009
• SNP platforms for breeders – Illumina
Bead Express 2010; Fluidigm for chip
high- throughput genotyping 2011
• Sequenciación, MiSeq 2013

Nueva oportunidad
Decreasing cost of sequencing in the past 10 years compared
with the expectation if it had followed Moore’s law
http://www.genome.gov/sequencingcosts

Qué esperan los mejoradores de las
tecnologías de secuenciación?
• Mayor uso de bancos de germoplasma
• Detección de variabilidad genética oculta
• Mejor selección de parentales
• Conocimiento de rasgos genéticos y
asociaciones Gene-trait
• Rápida y eficientes programas de selección
asistida con marcadores para estres biótico y
abiótico
• Nuevas estrategias de mejoramiento
• Función de genes y variación epigenética
Mejoradores gestionan con mucho
mucho éxito características para
múltiples entornos

Secuenciación del genoma de yuca a gran escala
CIAT and BGI (Organizaciones genómicas más grandes del
mundo) iniciaron iniciativa de comunicación destinada a
secuenciar 5,000 variedades, especies silvestres
relacionadas, variedades mejoradas y poblaciones
experimentales.
•Colección racionalizada y estratégias de conservación basadas en uso
de secuenciación e información de diversidad fenotípica
•Mejoramiento de yuca más acelerado y eficiente

Compromiso con el más alto nivel de
estándar de acceso público
Colaboración para el intercambio de datos y recursos
RIKEN (Japan), SIBS- Chinese Academy of Sciences, IITA
and the Root, Tubers and Banana (RTB) CRP,
The Danforth Center
Han acordado unirse
Discusiones iniciadas con EMBRAPA
Secuenciación del genoma de yuca a gran escala

Proyecto piloto realizado
con 200 variedades
utilizadas frecuentemente
en el programa de
mejoramiento del CIAT
Haploides identificados a
partir del Proyecto Piloto
de LAC
Secuenciación del genoma de yuca a gran escala

Plataforma Genómica-fenómica
para mejoramiento de yuca
Mosca blanca
Consorcio
Virus
Consorcio
Bacterial Blight
Consorsio
Iniciativas complementarias de germoplasma
Selección Genómica Targeted re sequencing
SNP consortium GWAS
Bases de Datos integradas
Phenotyping, Phenotyping, Phenotyping
Large-scale Cassava Genome
Sequencing Initiative

Selección del uso eficiente del nitrógeno (NUE)
Fenotipificación precisa de arroz, empleando tecnología de
teledetección
• NUE para eficiencia y reducción de huella
ambiental
• Identificación de componentes genéticos
relacionados para NUE en arroz
• Evaluación en campo de genotipos candidatos
transgénicos y no transgénicos
• Infraestructura a gran escala de alta presición
fenotípica screening para cambio climático,
estrés y tratamientos de rendimiento
potencial.
• En colaboración con Universidad de Tokyo
REDNIR
REDNIR
NDVI



NDVI
RGB NIR

Infraestructuras CIAT
Integración con Bancos
de Germoplasma
Integración con
mejoramiento
Fenómica Genómica
SNP-Illumina
Fluidgim
Seq Bioinformática
CIAT: Plataformas de Biotecnología
y de Recursos Genéticos
Integrar los enfoques innovadores para los cultivos de CIAT y especies de
interés para America Latina
Scaling up
Acceso a tecnologías
Capacitación
Transformación

Híbridos de arroz novedosos para los pequeños
agricultores
Photo: Sven Torfinn
• Producción de semilla?
• Distribución de semilla?
• Adaptación Regional?
• GMO or non-GMO?
• Libertad para operar?
Existe un sistema simple para la productos de
hibridos adaptable para los pequeños
campesinos?

Title
Genes mayores para la ruta de
determinación sexual en maiz,
identificados y clonados en Yale
Nuevas tecnologías híbridas para el arroz –
NSF BREAD: Yale – CIAT
tasselseed2: Alejandro Calderon
tasselseed1: Ivan Acosta

Nuevas fronteras de investigación
Nuevas tecnologías híbridas para el arroz
Centros regionales →→ pequeñas empresas de semilla →→ campo de pequenos Agricultores locales
Foundation seed → Producción Semilla hibrida →→ Incremento de rendimiento

Necesidad de un sustancial (50+%)
incremento en la producción de alimentos
Las ciencias biológicas tienen un mayor
potencial más ahora que nunca gracias a las
nuevas tecnologías
• Alianzas estratégicas y redes
internacionales para afrontar grandes
problemas científicos
• Innovación
• Desarrollo de talento

Biotecnología,
Biología de
sistemas y
Biología sintética
Bioinformática
y Biología
Computacional
Mejoramiento,
Fenómica,
Agricultura de
presición, manejo de
suelos
Talento, capital y alianza sector público y privado
Investigación agrícola para el siglo 21

Herramientas para la enseñanza de la
Biología y la Biotecnología en escuelas

CIAT: La ciencia de cultivar el cambio
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