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4-12-2015
Biotecnología en
México
Situación actual
José Alfredo Martínez Compeán
Luis Fabián Juárez Parma
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA
FACULTAD DE INGENIERÍA Y NEGOCIOS SAN QUINTÍN
2 BiotecnologíaenMéxico
Introducción
Hoy en día la tecnología ha crecido a pasos inmensos lo cual lo podemos notar en el desarrollo de nuevas técnicas en la agricultura
y ganadería siendo una de las más sobresalientes la denominada biotecnología, siendo un campo enorme que trae ventajas y
desventajas a su vez.
Es por ello que este trabajo recopilamos un poco de estos temas y su desarrollo en el agro mexicano desde que es lo que está
aportando y los retos que México debe de afrontar para entrar a este cambio.
Los retos son grandes pero no imposibles los campos de aplicación son enormes es cuestión de desarrollarlos y entrar a la
competencia de estas biotecnologías. Que estas revolucionando la industria mundial.
Beneficios tienes, contras también los tendrás todo depende del uso que uno le esté generando.
3 BiotecnologíaenMéxico
Índice
La biotecnología agropecuaria en México.............................................................................................................................................. 5
Importancia de la biotecnología........................................................................................................................................................... 5
Aplicaciones de la biotecnología......................................................................................................................................................... 6
Aplicaciones de la biotecnología en México ......................................................................................................................................7
Biotecnología en MasAgro ................................................................................................................................................................ 7
Biotecnología en nuevos productos.................................................................................................................................................... 8
El impacto de la biotecnología en diferentes sectores productivos...................................................................................................9
La biotecnología en el sector agroalimentario...................................................................................................................................9
La biotecnología en el sector pecuario............................................................................................................................................. 13
La biotecnología en el control de plagas y enfermedades................................................................................................................. 15
Técnicas biotecnológicas en la producción de cultivos y en la ganadería...................................................................................... 18
La biotecnología vegetal..................................................................................................................................................................... 18
Aplicaciones de la biotecnología agraria.......................................................................................................................................... 19
Resistencia a herbicidas..................................................................................................................................................................... 19
Resistencia a plagas y enfermedades............................................................................................................................................ 20
Mejora de las propiedades nutritivas y organolépticas............................................................................................................... 21
Resistencia a estrés abióticos........................................................................................................................................................ 21
Otras aplicaciones............................................................................................................................................................................ 22
Mecanismos que regulan la aprobación y seguridad de los cultivos mejorados genéticamente............................................. 23
Biotecnología y producción animal....................................................................................................................................................... 23
4 BiotecnologíaenMéxico
Biotecnología para el mejoramiento genético del ganado ................................................................................................................. 24
Biotecnología de la reproducción...................................................................................................................................................... 25
Reflexión................................................................................................................................................................................................... 28
Bibliografía................................................................................................................................................................................................ 29
5 BiotecnologíaenMéxico
La biotecnología agropecuaria en México
Importancia de la biotecnología
Biotecnología: Es toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos, o sus derivados, para la creación o
modificación de productos o procesos para usos específicos.
Principales campos de aplicación
1. Producción primaria
2. Salud
3. Industria
Ejemplos en la producción primaria
• Nuevos cultivos
• Alimentos funcionales
• Ingredientes y aditivos
• Fertilizantes
• Pesticidas
• Empaques y recipientes
6 BiotecnologíaenMéxico
Aplicaciones de la biotecnología
La biotecnología permite dar respuestas inmediatas a las tendencias del consumo de alimentos:
Tipo de alimentos Características
Organolépticas (o sensoriales) Alimentos con mejor color, olor, sabor, textura, humedad, etc.
Funcionales (nutracéuticos)
Alimentos con propiedades que ayudan a mejorar el funcionamiento del organismo humano, o que previenen y ayudan a curar
enfermedades (colesterol, diabetes, hipertensión, cáncer, obesidad, deterioro de la pielcabello - vista, estreñimiento, entre otros) o
que contienen mayor cantidad de vitaminas, minerales y proteínas.
Tecnológicos
Alimentos producidos y elaborados con técnicas que reducen costos, elevan la calidad del producto, son “amigables con el medio
ambiente”, minimizan o el desperdicio, garantizan inocuidad y seguridad.
Conveniencia
Alimentos que se presentan en la forma que el consumidor lo requiere, precios más bajos y mejor servicio. Por ejemplo, alimentos
listos para calentarse o consumirse. También se presenta a la conveniencia del mercado institucional, por ejemplo, ventas de
ensaladas para restaurantes, piezas de pollo listas para procesarse en comidas rápidas, entre otros.
7 BiotecnologíaenMéxico
Aplicaciones de la biotecnología en México
La biotecnología mexicana ha incursionado en el desarrollo de procesos:
• Biofermentación.
• Bioenergéticos alternativos.
• Biofertilizantes.
• Conservación de recursos fitogenéticos.
• Manejo post producción.
• Aumento de la vida de anaquel de frutas y verduras.
• Desarrollo de productos de especialidad.
• Mejoramiento genético.
• Cultivos de tejidos.
Biotecnología en MasAgro
Incrementar la producción y los rendimientos de maíz y trigo, en zonas de temporal y agricultura tradicional (productores de menor
desarrollo). Descubrir la diversidad genética de las semillas. Caracterizar y revelar el potencial genético de las colecciones que
preserva el CIMMYT (27,000 muestras de maíz y 150,000 de trigo)
Estrategia internacional para aumentar el rendimiento de maíz.
Estrategia internacional para aumentar el rendimiento de trigo.
Desarrollo Sustentable del Productor.
El fito-mejoramiento es un proceso lento, que toma décadas, por lo que se requieren nuevas tecnologías para el desarrollo de
nuevos materiales.
8 BiotecnologíaenMéxico
Con MasAgro se desarrollan proyectos con instituciones de investigación nacional e internacional, para generar materiales que
mejoren los rendimientos de maíz y trigo acordes a las nuevas condiciones.
Se estableció una plataforma para la definición de fenotipos en México, en Ciudad Obregón, Sonora, que permite evaluar las
características fisiológicas de variedades, resistencia al acame, fotosíntesis, remobilización de reservas, entre otras, para obtener en
menor tiempo las variedades que se necesitan. Actualmente, están en evaluación 14 mil variedades de trigo para resistencia al calor.
Biotecnología en nuevos productos
Productos que actualmente se encuentran en la producción agrícola en varias partes del mundo.
• Nuevas variedades de flores (nuevos colores, mayor vida postcosecha)
• Maíz, algodón, soya y canola tolerantes a la aplicación de herbicidas, resistentes a plagas y a sequía.
• Cultivo de papaya con resistencia a virus.
• Cultivos con mejores características organolépticas y calidad nutracéutica.
• Biocombustibles de segunda generación. Avances y retos de la biotecnología en México
• La investigación y el desarrollo en materia de biotecnología agrícola debe centrarse en las necesidades de los pequeños
agricultores y productores.
• Elaborar una política nacional sobre el papel de la biotecnología en el desarrollo agrícola.
• Mejorar las estrategias de comunicación y participación efectivas, sobre todo de la sociedad, para estimular y fomentar la
participación en los procesos de toma de decisiones sobre el desarrollo y uso de la biotecnología.
• Intercambio tecnológico con otros países para avanzar con mejores resultados en el uso de estas tecnologías.
9 BiotecnologíaenMéxico
El impacto de la biotecnología en diferentes sectores productivos
La biotecnología en el sector agroalimentario
La producción agrícola y hortícola se beneficia de la biología básica, la botánica y la agronomía, que a su vez basan su desarrollo
moderno en la identificación genética de las variedades de plantas utilizadas en la botánica agrícola. Estas actividades se benefician
de la biotecnología agrícola como son los métodos de propagación clonal, invitro, así como de los sistemas de Ingeniería genética
que permiten la modificación de variedades vegetales de interés comercial.
Uno de los principales sectores de aplicación de la biotecnología en el mundo se concentra en la cadena de producción primaria y
transformación de productos agrícolas. La producción está determinada por condiciones de fertilidad natural y fertilización de suelos,
disponibilidad de agua, calidad y función de semillas, dichos factores determinan que el cultivo se establezca.
Crecientemente, grupos multidisciplinarios de agrónomos, ingenieros agrícolas, biólogos, genetistas, edafólogos y químicos, trabajan
en la generación de variedades vegetales mejoradas, en la sustitución de agroquímicos tóxicos, y en el desarrollo sustentable de
sistemas de producción agrícola.
Posteriormente, durante la fase de producción, el cultivo se orienta, se regula cuidadosamente a través del manejo agronómico, que
a través de fertilización regulada, riego adecuado, control de plagas y enfermedades, posibilita la producción en alto rendimiento, de
frutos, flores, semillas o granos, ya sea para consumo humano directo, o para consumo animal, o bien como materia prima para la
producción de otros productos derivados de su industrialización.
La agrobiotecnología se ha orientado a las cuatro fases de la producción y transformación agrícola:
- Semillas e insumos para el establecimiento de cultivos agrícolas. La producción de semilla, o de plántulas de calidad para el
establecimiento de cultivos.
- Insumos y sistemas para el manejo agronómico, lo que favorece el adecuado crecimiento y desarrollo de la planta antes de
cosecha.
10 BiotecnologíaenMéxico
- Productos y procesos para el manejo postcosecha de productos agrícolas, que permiten preservar o mejorar características
del mismo, almacenarlo sin deterioro por el mayor tiempo posible.
- Procesos industriales de transformación de insumos agrícolas para la generación de productos.
Los posibles productos o procesos que son representativos de la agrobiotecnología son:
- Semillas y variedades vegetales derivadas de mejoramiento tradicional (por cruzas).
- Variedades certificadas de plantas de uso agrícola.
- Variedades certificadas de plantas de uso forestal.
- Semillas derivadas de transformación genética dirigida, con tecnología de ADN recombinante. Los sistemas de manejo de
cultivares asociados a dichas semillas.
- Las tecnologías de transformación genética de plantas específicas, los genes específicos y su secuencia, sus sistemas de
detección, sus sistemas de integración estable en genomas, de replicación y expresión.
- Plántulas derivadas de sistemas de micropropagación.
- Los sistemas de micropropagación de plantas a partir de tejidos, células, embriones, etc.
- Líneas celulares derivadas de selección in vitro, no transformadas, sino derivadas de la propia variabilidad genética, que
cuando desarrollan plantas estables, éstas demuestran ventajas sobre las plantas silvestres o nativas, incluyendo los
sistemas de detección de dichas líneas celulares.
- Las plantas mejoradas, como plántulas o semillas, suelen demostrar mejoras tangibles en aspectos tales como:
11 BiotecnologíaenMéxico
Resistencia a enfermedades y plagas por virus, hongos, bacterias, fitoplasmas, nemátodos e insectos.
ísicas, químicas, sensoriales o nutricionales en frutos, semillas, hojas, jugos, flores, y otros órganos
y tejidos.
contaminantes, a altas concentraciones de minerales o a productos tóxicos pesticidas y
plaguicidas.
anaquel prolongada en almacenamiento.
lación de compuestos de interésalimenticio o clínico.
- Insumos y procesos de producción orientados a la sustitución parcial o total, o a la potenciación de:
maticidas biológicos, microbicidas biológicos y extractos desinfectantes.
ivirales y fungicidas, esto es, microorganismos que controlen, antagonicen, supriman o eliminen
agentes causales de enfermedad en raíces, rizósferas y tejidos aéreos.
de nutrición vegetal. Es decir, microorganismos inoculantes que funcionan como
biofertilizantes o biorreguladores de crecimiento o diferenciación de plantas, ya sea por su función promotora de
crecimiento o porque facilitan la disponibilidad y/o la captación de nutrientes (nitrógeno, fósforo) por las plantas.
12 BiotecnologíaenMéxico
sustitutos o mejoradores de suelos, tales como compostas,
materiales naturales procesados y transformados por métodos biológicos.
ción física o química. Es decir productos biológicos orientados a la protección contra
salinidad, congelación, desecación.
res del desarrollo vegetal y la diferenciación de órganos y tejidos. Es decir,
microorganismos y sus productos de metabolismo que funcionan como antagonistas de hormonas y reguladores
vegetales y que sustituyen o sinergizan compuestos químicos sintéticos.
- Los métodos y procesos asociados a la producción de dichos insumos, así como las tecnologías de aplicación y monitoreo
de viabilidad de los productos biológicos son patentados y comercializados activamente en el mundo.
- Insumos y procesos biológicos, bioquímicos o mixtos que tienen como finalidad el incremento de la vida de anaquel de
frutos, semillas, flores, y que garantizan por tanto menor merma por deterioro asociado a pudrición o infestación. Así como
los procesos y productos que aseguran preservación de tejidos verdes, inocuidad de productos para alimentación:
culantes biopreservadores de frutos, que antagonizan o previenen el desarrollo de hongos en cítricos.
iopreservadores que permiten el incremento de la vida de anaquel de forrajes y pasturas, granos de
almacén y semillas.
e bajo aplicación dirigida controlan la proliferación o previenen el desarrollo de patógenos en
productos alimenticios tales como hortalizas.
- Biotecnología moderna aplicada a las cadenas agroalimentarias:
13 BiotecnologíaenMéxico
ología de ADN recombinante para la caracterización molecular de variedades de plantas
orientadas a cultivos de interés alimentario o de otras aplicaciones (tales como el algodón para fibra o para madera).
gía de generación de marcadores moleculares, que permite asignar secuencias específicas a ciertas
variedades de plantas, por ejemplo caña de azúcar, uvas para vino, nueces finas, etc. Dichos marcadores pueden
facilitar la identificación de la diversidad genética, y la relación de ésta con propiedades funcionales tales como
rendimiento (de azúcares, de proteínas, etc.), así como características tales como la vida de anaquel del producto.
la nueva tecnología de marcaje molecular, ha permitido que se definan variedades específicamente
útiles de uva para la producción de vinos; variedades de papa con resistencia a enfermedades y plagas; así como
agaves de alto valor para la producción de tequila, entre otros muchos ejemplos.
La biotecnología en el sector pecuario
La biotecnología pecuaria, en ocasiones incluida en la agrobiotecnología, involucra los sistemas asociados a la alimentación animal,
la reproducción animal, el crecimiento y diferenciación animales para fines diversos: leche, producción de huevo, cárnicos y
productos derivados (huesos y proteínas por ejemplo). Además, implica a los sistemas de diagnóstico de enfermedades de origen
genéticodegenerativas, enfermedades infecciosas y parasitarias, así como la investigación en sistemas de vacunación, sistemas de
control de crecimiento por hormonas y protocolos para la mejora sustentable de la actividad ganadera.
Son ejemplos de aplicación de la biotecnología pecuaria:
- La mejora genética de animales.
itro; clonación y terapia génica de especies de importancia pecuaria.
14 BiotecnologíaenMéxico
protocolos que posibilitan la reproducción de especies en
peligro de extinción.
icación molecular de razas que son naturalmente resistentes a
enfermedades o que cuentan con propiedades antialergénicas.
propiedades de aprovechamiento de pasturas, con menor
evolución de metano y de otros productos indeseables del catabolismo.
contenido de grasas o mejora en la masa muscular, o en
la composición de proteína muscular, por ejemplo, de proteínas en huevo o en leche.
- Los sistemas de detección y diagnóstico de enfermedades infecciosas, parasitarias y genéticas, por ejemplo:
Los animales transgénicos representan la frontera de la investigación en biotecnología pecuaria, aunque la mayor parte de los
trabajos se encuentran enfocados en experimentar con especies de animales objetivo en lugar de modelos de laboratorio.
- En el área pecuaria, la mejora genética de variedades de peces, abejas, ovinos, bovinos y porcinos, entre otros, ha permitido la
generación de variedades con mayor productividad de leche, carne, y huevo, por ejemplo.
15 BiotecnologíaenMéxico
- Se han aplicado también procedimientos para que aditivos bioquímicos derivados de biotecnología, permitan la suavización de
pajas con el objetivo de mejorar su digestibilidad, provocando mejores rendimientos de productos animales. Microorganismos
probióticos se utilizan desde hace más de 20 años para la protección y potenciación de la función gastrointestinal en aves y cerdos.
Por ejemplo, Grupo Avícola Tehuacan, ha desarrollado variedades de pollos libres de patógenos y genéticamente de mayor
resistencia a enfermedades.
La empresa Alltech en Estados Unidos, produce bacterias lácticas incorporadas en alimentación animal que permiten proteger a
porcinos contra bacterias patógenas de vías gastrointestinales. La misma empresa produce enzimas celulasas que degradan
parcialmente las celulosas de pajas de trigo por ejemplo, facilitan su digestión en animales y potencian el rendimiento de carne y
leche.
La biotecnología en el control de plagas y enfermedades
Uno de los métodos que más se utilizan para contrarrestar estos males es el uso de agroquímicos. Estos productos representan un
papel muy importante en la reducción de los daños económicos en los cultivos. Sin embargo, la toxicidad elevada de algunos de
ellos, su persistencia en el medio y su mal uso han llevado a un replanteamiento de las estrategias de control de plagas.
Por ello, actualmente se desarrollan formulados de agentes de control biológico, es decir, organismos vivos que reducen la población
de insectos plaga y patógenos que afectan a los cultivos o depredación. Existen hongos, bacterias y virus antagonistas de los
agentes que provocan plagas y enfermedades vegetales. Estos organismos (los hongos en particular), despiertan el interés de las
empresas y órganos de investigación por su papel en el control de plagas y enfermedades de cultivos sin dañar el medio y la salud.
16 BiotecnologíaenMéxico
En 1888 se descubrió por primera vez que un hongo (Arthrobotrys oligospora) era capaz de infectar nematodos. Muchos de sus
huéspedes, los nematodos, son parásitos de plantas o de animales que afectan a los cultivos y al ganado.
Por tanto, resulta muy interesante la posibilidad de usar hongos nematófagos y entomopatógenos como agentes de control biológico
frente a los agroquímicos
clásicos.
Los hongos nematófagos son microorganismos con capacidad de atacar, matar y digerir nematodos (huevos, juveniles y adultos).
Aparte de su habilidad nematófaga, muchos de estos hongos pueden vivir también saprofíticamente en materia orgánica muerta,
atacar a otros hongos (micoparásitos) y colonizar raíces de plantas como endófitos. Hay más de 300 especies de hongos
nematófagos descritos. La mayoría de los nematodos fitopatógenos viven en el suelo y atacan a las raíces de las plantas.
Los hongos nematófagos se dividen en cuatro grupos dependiendo de su modo de infectar nematodos. El resultado de la infección
es siempre el mismo: un nematodo completamente digerido. Los nutrientes que provienen de los nematodos son utilizados para
formar nuevas estructuras fúngicas (hifas, esporas, etc.). Los cuatro grupos son:
• Hongos atrapadores de nematodos: forman varios tipos de órganos atrapadores en sus hifas.
• Hongos endoparásitos: utilizan sus esporas para infectar nematodos.
• Hongos parásitos de huevos: infectan estadíos no móviles (huevos) de nematodos.
• Hongos productores de toxinas: las hifas de estos hongos contienen una gota de toxina. Cuando el nematodo se pone en
contacto con la toxina, éste es rápidamente inmovilizado y la hifas del hongo crecen quimiotrópicamente a través de la boca
del nematodo, digiriéndolo.
Los hongos entomopatógenos pueden eliminar o mantener las plagas en niveles que no ocasionan daños económicos en los
cultivos. Estos hongos se encuentran en rastrojos de cultivos, estiércol, suelo, plantas, etc., logrando un buen desarrollo en lugares
17 BiotecnologíaenMéxico
frescos, húmedos y con poco sol. Constituyen, además, el grupo de mayor importancia en el control biológico de insectos plaga.
Prácticamente, todos los insectos son susceptibles a algunas de las enfermedades causadas por hongos.
Se conocen aproximadamente 100 géneros y 700 especies de hongos entomopatógenos. Para poder utilizar estos hongos como
insecticidas, en primer lugar, se deben producir cantidades masivas de éste, y en segundo lugar, aseguran su capacidad infectiva
por un período de tiempo considerable.
La explotación de los hongos para el control de plagas implica una amplia investigación multidisciplinar: genética, fisiología, ecología,
patología, producción masiva, etc.
18 BiotecnologíaenMéxico
Técnicas biotecnológicas en la producción de cultivos y en la ganadería
La biotecnología vegetal.
La biotecnología vegetal es una extensión de la tradición de modificar las plantas, con una diferencia muy importante: la
biotecnología vegetal permite la transferencia de una mayor variedad de información genética de una manera más precisa y
controlada.
Al contrario de la manera tradicional de modificar las plantas que incluía el cruce incontrolado de cientos o miles de genes, la
biotecnología vegetal permite la transferencia selectiva de un gen o unos pocos genes deseables. Con su mayor precisión, esta
técnica permite que los mejoradores puedan desarrollar variedades con caracteres específicos deseables y sin incorporar aquellos
que no lo son.
Muchos de estos caracteres desarrollados en las nuevas variedades defienden a las plantas de insectos, enfermedades y malas
hierbas que pueden devastar el cultivo.
Otros incorporan mejoras de calidad, tales como frutas y legumbres más sabrosas; ventajas para su procesado (por ejemplo tomates
con un contenido mayor de sólidos); y aumento del valor nutritivo (semillas oleaginosas que producen aceites con uncontenido
menor de grasas saturadas).
Estas mejoras en los cultivos pueden contribuir a producir una abundante y saludable oferta de alimentos y proteger nuestro medio
ambiente para las futuras generaciones.
En la base de las nuevas biotecnologías desarrolladas están las técnicas de aislamiento de células, tejidos y órganos de plantas y el
crecimiento de estos bajo condiciones controladas (in vitro). Existe un rango considerable de técnicas disponibles que varían
ampliamente en sofisticación y en el tiempo necesario para producir resultados útiles.
19 BiotecnologíaenMéxico
El desarrollo más crucial para la biotecnología fue el descubrimiento de que una secuencia de DNA (gen) insertado en una bacteria
induce la producción de la proteína adecuada. Esto amplió las posibilidades de la recombinación y la transferencia de genes, con
implicaciones a largo plazo para la agricultura a través de la manipulación genética de microorganismos, plantas y animales.
Aplicaciones de la biotecnología agraria
En el campo de la agricultura las aplicaciones de la biotecnología son innumerables.
Algunas de las más importantes son:
Resistencia a herbicidas.
La resistencia a herbicidas se basa en la transferencia de genes de resistencia a partir de bacterias y algunas especies vegetales,
como la petunia. Así se ha conseguido que plantas como la soja sean resistentes al glifosato, a glufosinato en la colza y bromoxinil
en algodón.
Así con las variedades de soja, maíz, algodón o canola que las incorporan, el control de malas hierbas se simplifica para el agricultor
y mejoran la compatibilidad medioambiental de su actividad, sustituyendo materias activas residuales. Otro aspecto muy importante
de estas variedades es que suponen un incentivo para que los agricultores adopten técnicas de agricultura de conservación, donde
se sustituyen parcial o totalmente las labores de preparación del suelo. Esta sustitución permite dejar sobre el suelo los rastrojos del
cultivo anterior, evitando la erosión, conservando mejor la humedad del suelo y disminuyendo las emisiones de CO2 a la atmósfera.
A largo plazo se consigue mejorar la estructura del suelo y aumentar la fertilidad del mismo.
El ejemplo más destacado se ha observado en EEUU y Argentina, donde las autorizaciones de variedades de soja, tolerantes a un
herbicida no selectivo y de baja peligrosidad, han tenido una rápida aceptación (14 millones de has en 1999) que ha ido
acompañada de un rápido crecimiento de la siembra directa y no laboreo en este cultivo.
20 BiotecnologíaenMéxico
Resistencia a plagas y enfermedades.
Gracias a la biotecnología ha sido posible obtener cultivos que se auto protegen en base a la síntesis de proteínas u otras sustancias
que tienen carácter insecticida. Este tipo de protección aporta una serie de ventajas muy importantes para el agricultor,
consumidores y medio ambiente:
• Reducción del consumo de insecticidas para el control de plagas.
• Protección duradera y efectiva en las fases críticas del cultivo.
• Ahorro de energía en los procesos de fabricación de insecticidas, así como disminución del empleo de envases difícilmente
degradables. En consecuencia, hay estimaciones de que en EEUU gracias a esta tecnología hay un ahorro anual de 1 millón
de litros de insecticidas (National Center for Food and Agricultural Policy), que además requerirían un importante consumo de
recursos naturales para su fabricación, distribución y aplicación
• Se aumentan las poblaciones de insectos beneficiosos.
• Se respetan las poblaciones de fauna terrestre.
Este tipo de resistencia se basa en la transferencia a plantas de genes codificadores de las proteínas Bt de la bacteria Bacillus
thuringiensis, presente en casi todos los suelos del mundo, que confieren resistencia a insectos, en particular contra lepidópteros,
coleópteros y dípteros. Hay que señalar que las proteínas Bt no son tóxicas para los otros organismos. La actividad insecticida de
esta bacteria se conoce desde hace más de treinta años. La Bt es una exotoxina que produce la destrucción del tracto digestivo de
casi todos los insectos ensayados.
Este gen formador de una toxina bacteriana con una intensa actividad contra insectos se ha incorporado a multitud de cultivos.
Destacan variedades de algodón resistentes al gusano de la cápsula, variedades de patata resistentes al escarabajo y de maíz
resistentes al taladro.
21 BiotecnologíaenMéxico
Los genes Bt son sin duda los más importantes pero se han descubierto otros en otras especies, a veces con efectos muy limitados
(en judías silvestres a un gorgojo) y otras con un espectro más amplio de acción como los encontrados en el caupí o en la judía
contra el gorgojo común de la judía.
Los casos más avanzados de plantas resistentes a enfermedades son los de resistencias a virus en tabaco, patata, tomate,
pimiento, calabacín, soja, papaya, alfalfa y albaricoquero. Existen ensayos avanzados en campo para el control del virus del
enrollado de la hoja de la patata, mosaicos de la soja, etc.
Mejora de las propiedades nutritivas y organolépticas.
El conocimiento del metabolismo de las plantas permite mejorar e introducir algunas características diferentes. En tomate, por
ejemplo, se ha logrado mejorar la textura y la consistencia impidiendo el proceso de maduración, al incorporar un gen que inhibe la
formación de pectinasa, enzima que se activa en el curso del envejecimiento del fruto y que produce una degradación de la pared
celular y la pérdida de la consistencia del fruto.
En maíz se trabaja en aumentar el contenido en ácido oleico y en incrementar la producción del almidones específicos. En tabaco y
soja, se ha conseguido aumentar el contenido en metionina, aminoácido esencial, mejorando así la calidad nutritiva de las especies.
El gen transferido procede de una planta silvestre que es abundante en el
Amazonas (Bertollatia excelsia) y que posee un alto contenido en éste y otros aminoácidos.
Resistencia a estrés abióticos.
Las bacterias Pseudomonas syringae y Erwinia herbicola, cuyos hábitat naturales son las plantas, son en gran parte responsables
de los daños de las heladas y el frío en muchos vegetales, al facilitar la producción de cristales de hielo con una proteína que actúa
como núcleo de cristalización. La separación del gen implicado permite obtener colonias de estas bacterias que, una vez inoculadas
en grandes cantidades en la planta, le confieren una mayor resistencia a las bajas temperaturas.
22 BiotecnologíaenMéxico
En cualquier caso, la resistencia a condiciones adversas como frío, heladas, salinidad, etc., es muy difícil de conseguir vía
biotecnología, ya que la genética de la resistencia suele ser poligenética, interviniendo múltiples factores.
Otras aplicaciones.
• En el campo de la horticultura se han obtenido variedades coloreadas imposibles de obtener por cruzamiento o
hibridación, como el el caso de la rosa de color azul a partir de un gen de petunia y que es el responsable de la síntesis
de delfinidinas (pigmento responsable del color azul). En clavel también se ha conseguido insertar genes que colorean
esta planta de color violeta.
• También se ha conseguido mejorar la fijación de nitrógeno por parte de las bacterias fijadoras que viven en simbiosis con
las leguminosas. Otra línea de trabajo es la transferencia a cereales de los genes de nitrificación de dichas bacterias,
aunque es enormemente compleja al estar implicados muchísimos genes.
• En colza y tabaco, se ha logrado obtener plantas androestériles gracias a la introducción de un gen quimérico compuesto
por dos partes: una que sólo se expresa en el tejido de la antera que rodea los granos de polen y otra que codifica la
síntesis de una enzima que destruye el ARN en las células de dicho tejido. Este procedimiento permitirá la obtención de
híbridos comerciales con mayor facilidad.
• En la industria auxiliar a la agricultura destaca la producción de plásticos biodegradables procedentes de plantas en las
que se les ha introducido genes codificadores del poli-b-hidroxibutirato, una sal derivada del butírico. Cuando estos
genes se expresan en plantas se sabe que de cada 100 gr de planta se puede obtener 1 gr. de plástico biodegradable.
• Producción de plantas transgénicas productoras de vacunas, como tétanos, malaria en plantas de banana, lechuga,
mango, etc.
23 BiotecnologíaenMéxico
Mecanismos que regulan la aprobación y seguridad de los cultivos mejorados genéticamente.
La novedad de estos avances y las posibilidades que abren han hecho que las administraciones de todo el mundo articulen sus
legislaciones bajo el criterio de precaución, que significa que cada una de estas mejoras debe ser evaluada “caso por caso”, y como
si se tratara de un nuevo medicamento se autorice o rechace ante la más mínima duda sobre su seguridad. Así, las variedades
actualmente autorizadas lo han hecho de acuerdo con las pautas recomendadas por comités de expertos como los de la FAO,
Organización Mundial de la Salud y otras instituciones de reconocido prestigio.
En el periodo de aprobación, se evalúan tanto las características que corresponden a la mejora introducida (gen, proteína a la que
da lugar, etc.) como el cultivo mejorado en sí (comportamiento agronómico, impacto sobre especies no objetivo, etc.) y tanto desde
el punto de vista medioambiental, como en lo que respecta a su seguridad de uso para alimentación humana o para fabricación de
piensos. Ninguna de estas evaluaciones es requerida para variedades que se hayan mejorado por otras técnicas, incluyendo
aquellas en las que las técnicas son mucho más agresivas con el genoma de la planta e impredecibles en los resultados.
Podemos estar por tanto seguros de que hay una legislación estricta que vela para que ninguna de estas aplicaciones llegue a la
fase comercial con posibles daños medioambientales o sanitarios que no compensen su utilidad, y la prueba fehaciente de que esto
es así, es que tras cuatro años de comercialización, y cuando se suman millones de has sembradas con estas variedades, no ha
habido ni un sólo incidente sanitario.
Biotecnología y producción animal
El desafío que se plantea para la producción animal consiste en proporcionar a la sociedad productos alimenticios que satisfagan
sus cambiantes necesidades de nutrición, dentro de límites económicos y ambientales específicos. Sobre la base del principio
fundamental “F = G + A” (es decir que el fenotipo de un animal refleja su aptitud genética intrínseca o genotipo tal como se expresa
en un medio ambiente determinado), los criadores de animales han adoptado un enfoque doble para mejorar la calidad de su
producción. Por un lado, han aprendido a dominar los componentes ambientales perfeccionando las prácticas de cría y alimentación
de los animales, la profilaxis y el tratamiento de las enfermedades. Por el otro, la selección artificial ha permitido obtener continuas
24 BiotecnologíaenMéxico
mejoras de la composición genética de las especies domésticas. La aplicación de complejos métodos biométricos en los programas
de reproducción ha generado progresos genéticos espectaculares durante la segunda mitad de este siglo.
La biotecnología se ha integrado al arsenal de herramientas destinadas a mejorar los componentes ambientales (A) y naturales (G)
de la ecuación. Las aplicaciones de la biotecnología destinadas a mejorar los componentes ambientales, recientemente analizadas
por Robinson y McEvoy (1993), incluyen:
- las manipulaciones genéticas de las especies de forraje, para acrecentar su productividad o su valor nutritivo,
- las manipulaciones genéticas de microorganismos a fin de producir aditivos alimenticios,
- las manipulaciones genéticas de la microflora intestinal,
- la producción de compuestos terapéuticos o profilácticos - comprendidas las vacunas - a partir de microorganismos
genéticamente modificados,
- la producción de hormonas o análogos hormonales a partir de microorganismos genéticamente tratados,
- la inmunorregulación de los procesos fisiológicos,
- el mejoramiento de los métodos de diagnóstico basados en el ADN.
Biotecnología para el mejoramiento genético del ganado
Las técnicas de reproducción recurren a la selección de los animales genéticamente superiores como progenitores de las
generaciones subsiguientes. Por consiguiente, en este nivel la selección artificial sólo se podría aplicar a rasgos que revelan una
variación genética "natural" en las poblaciones seleccionadas, esto es, rasgos caracterizados por algún grado de heredabilidad. El
índice de progreso genético o de respuesta a la selección depende de:
25 BiotecnologíaenMéxico
- La exactitud de la selección, esto es, la precisión en la identificación de los animales genéticamente superiores;
- el intervalo entre generaciones: cuanto más breve es el intervalo, más rápidos son los progresos genéticos;
- la intensidad de la selección, es decir que cuanto más se aparten los futuros animales reproductores del valor medio de sus
contemporáneos, mayor será el mejoramiento genético.
La biotecnología se está aplicando para acelerar los progresos genéticos sobre la base de los cuatro factores siguientes: aumentar
la variación genética (o el sustrato molecular de los programas de reproducción), aumentar la exactitud de la selección, reducir el
intervalo entre generaciones e incrementar la intensidad de la selección.
Se pueden distinguir tres campos fundamentales en la biotecnología aplicada al mejoramiento genético del ganado:
- las técnicas de reproducción,
- la manipulación del genoma y la selección mediante marcadores (SMM), y
- la transgénesis aplicada a los animales de cría.
Biotecnología de la reproducción
Se han elaborado o están en estudio una serie de métodos destinados a aumentar el potencial reproductivo del ganado (2, 8, 9, 10),
entre ellos los siguientes:
- Inseminación artificial (IA): Sobre todo desde la elaboración de métodos eficaces de congelación del semen la IA ha pasado
a ser la biotecnología más difundida en la producción animal, en particular de bovinos. Al permitir la utilización en gran escala de un
pequeño número de reproductores de élite, la IA ha tenido repercusiones espectaculares en la intensidad de la selección. Además,
ha facilitado la ejecución del programa de evaluación de la descendencia aplicado principalmente a las razas bovinas lecheras, y ha
contribuido notablemente al mejoramiento del ganado al aumentar la exactitud de la selección pese a la prolongación conexa del
intervalo entre generaciones.
26 BiotecnologíaenMéxico
- Ovulación múltiple y transferencia de embriones (OMTE): Al multiplicar la descendencia, sobre todo en especies que
presentan pocas variaciones, la OMTE ofrece posibilidades para acentuar el mejoramiento genético aumentando la intensidad de la
selección de las hembras. En el ganado bovino, empero – la especie en la que más difundida está esta tecnología - el principal
efecto de la OMTE podría deberse a la reducción del intervalo entre generaciones, en comparación con el programa clásico de
evaluación de la descendencia, si los reproductores se seleccionan sobre la base de los resultados de sus dobles hermanas
producidas por OMTE antes que en los resultados de su descendencia hembra: es el llamado esquema de los núcleos de selección
de la OMTE. Pese a las dificultades técnicas que plantea, la OMTE podría llegar a desempeñar un papel importante en los países en
desarrollo, donde sería difícil poner en práctica la aplicación en gran escala de un programa de evaluación de la descendencia
basado en la inseminación artificial.
- Recolección de ovocitos (RO), maduración de ovocitos in vitro (MIV), fecundación in vitro (FIV): El número de embriones
que se pueden obtener por año de una vaca utilizando la OMTE se limita en promedio a unos 20 o menos, mientras que la
combinación de RO con MIV y FIV permite multiplicar ese número al menos por 5. Es más, la recolección de embriones se puede
aplicar a vacas preñadas tanto como a animales prepuberales. El efecto de estas metodologías sobre la respuesta genética se
produce por las mismas vías que la OMTE, es decir, un aumento de la intensidad de la selección de las hembras y una mayor
exactitud de la selección tanto de machos como de hembras.
- Transferencia de núcleos o clonación de embriones: La transferencia de núcleos totipotentes a oocitos enucleados permite
teóricamente producir grandes números de gemelos idénticos o "clonos". Los principios que rigen la clonación de embriones se
resumen en la Figura 1. Esta metodología abre la posibilidad de afectar la respuesta génética de muy distintas maneras, entre ellas
la intensidad y la exactitud de la selección y el intervalo entre generaciones. Inicialmente, la fuente de núcleos totipotentes eran las
blastómeras. Pese a la posible utilización de blastocitos de la primera generación y de generaciones ulteriores como donadores de
núcleos, la dimensión de los clonos ha seguido siendo muy pequeña. La reciente generación de células madres embrionarias
27 BiotecnologíaenMéxico
totipotentes (de tipo “ES”) en ovinos, a la que seguirán probablemente adelantos similares en otras especies, podría acrecentar
considerablemente la eficiencia de la clonación de embriones (3).
- Selección del sexo: Recientes adelantos en la clasificación por citometría de flujo permiten ahora separar eficazmente los
espermatozoides viables portadores de un cromosoma X o Y. Aunque las cantidades de células recuperadas son incompatibles con
las prácticas tradicionales de inseminación artificial, son suficientes cuando se combinan con técnicas de FIV. Este podría llegar a
ser el método predilecto para generar embriones del sexo deseado. La selección del sexo de los embriones también se puede lograr
por microbiopsia y determinación del sexo utilizando secuencias Y específicas amplificadas mediante la técnica de reacción de
polimerización en cadena (PCR). Este método, empero, sólo se justifica muy excepcionalmente desde el punto de vista económico.
- Criopreservación de gametos y embriones: La mayoría de los métodos conocidos sólo son eficaces si se los utiliza en
combinación con métodos de congelación de gametos y embriones. Además, la criopreservación desempeña un papel esencial en
los programas de conservación destinados a preservar la diversidad genética.
28 BiotecnologíaenMéxico
Reflexión
Concluimos que las biotecnologías desarrolladas hasta ahora no contribuyen a atender la necesidad más importante de la
agricultura moderna: lograr una producción sostenida. Las biotecnologías agrícolas que las grandes empresas están desarrollando, y
probablemente las únicas que llegarán al mercado, se dirigen a aumentar la productividad y, sobre todo, a generar ganancias con la
comercialización de nuevos insumas agrícolas.
Aun en el caso de que la biotecnología agrícola se encauzara con criterios más ecológicos, no debe considerársele como la única
opción de desarrollo tecnológico. Las restricciones que la ecología impone a la la biotecnología impedirán que ésta logre buenos
resultados en plazos largos y medios en casi cualquier situación en la que se intente como estrategia para superar las limitaciones
productivas.
Es probable que la biotecnología agrícola sea un éxito económico para sus promotores y usuarios, al menos durante un tiempo.
Sin embargo, en términos sociales será un fracaso. Y lo será más desastroso en economías deprimidas y con distribución del
ingreso extremadamente desigual, como la que hay en casi todos los países latinoamericanos. Mayor distancia económica entre
pobres y ricos de cada país, en particular del sector rural, será un costo demasiado alto para cualquier sociedad latinoamericana.
La biotecnología agrícola guarda similitudes con la revolución verde. El fracaso de esta última como estrategia de un crecimiento
agrícola sostenido y generalizado hace pensar que la biotecnología tampoco dará soluciones satisfactorias para el desarrollo rural.
Los objetivos de la biotecnología son los que han determinado las transnacionales que están invirtiendo en ella. Éstos consisten
básicamente en abrir nuevos mercados para los productos agroquímicos.
Técnicamente, el costo más alto de proporcionar apoyo a la biotecnología es el de negárselo a la agroecología, cuyos beneficios
intrínsecos son sociales y de largo plazo. Otros costos importantes serán la erosión genética y la pérdida de la cultura agrícola
generada empíricamente en las comunidades rurales. Esa cultura será el elemento central del desarrollo de una tecnología agrícola
sustentada ecológicamente y capaz de ser la base de la producción agrícola por períodos ilimitados.
29 BiotecnologíaenMéxico
Bibliografía
Aplicaciones de la biotecnología en la agricultura www.infoagro.com
Control biológico de plagas y enfermedades, Víctor Manuel Pérez lozano, sgitt-otri (universidad de alicante)
Biotecnología para el mejoramiento genético del ganado: situación actual y perspectivas, m. Georges departamento de genética,
facultad de medicina veterinaria, universidad de Lieja, 20 bd de Colonster, b-4000-lieja, Bélgica
La biotecnología en México: situación de la biotecnología en el mundo y situación de la biotecnología en el México y su factibilidad
de desarrollo. Pres entado en: centro de educación continua, unidad allende, del instituto politécnico nacional (ipn). Estudio realizado
por el centro de investigación en biotecnología aplicada del IPN. Coordinador del estudio: Dr. Sergio Trejo Estrada.

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Biotecnología en México

  • 1. 4-12-2015 Biotecnología en México Situación actual José Alfredo Martínez Compeán Luis Fabián Juárez Parma UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA FACULTAD DE INGENIERÍA Y NEGOCIOS SAN QUINTÍN
  • 2. 2 BiotecnologíaenMéxico Introducción Hoy en día la tecnología ha crecido a pasos inmensos lo cual lo podemos notar en el desarrollo de nuevas técnicas en la agricultura y ganadería siendo una de las más sobresalientes la denominada biotecnología, siendo un campo enorme que trae ventajas y desventajas a su vez. Es por ello que este trabajo recopilamos un poco de estos temas y su desarrollo en el agro mexicano desde que es lo que está aportando y los retos que México debe de afrontar para entrar a este cambio. Los retos son grandes pero no imposibles los campos de aplicación son enormes es cuestión de desarrollarlos y entrar a la competencia de estas biotecnologías. Que estas revolucionando la industria mundial. Beneficios tienes, contras también los tendrás todo depende del uso que uno le esté generando.
  • 3. 3 BiotecnologíaenMéxico Índice La biotecnología agropecuaria en México.............................................................................................................................................. 5 Importancia de la biotecnología........................................................................................................................................................... 5 Aplicaciones de la biotecnología......................................................................................................................................................... 6 Aplicaciones de la biotecnología en México ......................................................................................................................................7 Biotecnología en MasAgro ................................................................................................................................................................ 7 Biotecnología en nuevos productos.................................................................................................................................................... 8 El impacto de la biotecnología en diferentes sectores productivos...................................................................................................9 La biotecnología en el sector agroalimentario...................................................................................................................................9 La biotecnología en el sector pecuario............................................................................................................................................. 13 La biotecnología en el control de plagas y enfermedades................................................................................................................. 15 Técnicas biotecnológicas en la producción de cultivos y en la ganadería...................................................................................... 18 La biotecnología vegetal..................................................................................................................................................................... 18 Aplicaciones de la biotecnología agraria.......................................................................................................................................... 19 Resistencia a herbicidas..................................................................................................................................................................... 19 Resistencia a plagas y enfermedades............................................................................................................................................ 20 Mejora de las propiedades nutritivas y organolépticas............................................................................................................... 21 Resistencia a estrés abióticos........................................................................................................................................................ 21 Otras aplicaciones............................................................................................................................................................................ 22 Mecanismos que regulan la aprobación y seguridad de los cultivos mejorados genéticamente............................................. 23 Biotecnología y producción animal....................................................................................................................................................... 23
  • 4. 4 BiotecnologíaenMéxico Biotecnología para el mejoramiento genético del ganado ................................................................................................................. 24 Biotecnología de la reproducción...................................................................................................................................................... 25 Reflexión................................................................................................................................................................................................... 28 Bibliografía................................................................................................................................................................................................ 29
  • 5. 5 BiotecnologíaenMéxico La biotecnología agropecuaria en México Importancia de la biotecnología Biotecnología: Es toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos, o sus derivados, para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos. Principales campos de aplicación 1. Producción primaria 2. Salud 3. Industria Ejemplos en la producción primaria • Nuevos cultivos • Alimentos funcionales • Ingredientes y aditivos • Fertilizantes • Pesticidas • Empaques y recipientes
  • 6. 6 BiotecnologíaenMéxico Aplicaciones de la biotecnología La biotecnología permite dar respuestas inmediatas a las tendencias del consumo de alimentos: Tipo de alimentos Características Organolépticas (o sensoriales) Alimentos con mejor color, olor, sabor, textura, humedad, etc. Funcionales (nutracéuticos) Alimentos con propiedades que ayudan a mejorar el funcionamiento del organismo humano, o que previenen y ayudan a curar enfermedades (colesterol, diabetes, hipertensión, cáncer, obesidad, deterioro de la pielcabello - vista, estreñimiento, entre otros) o que contienen mayor cantidad de vitaminas, minerales y proteínas. Tecnológicos Alimentos producidos y elaborados con técnicas que reducen costos, elevan la calidad del producto, son “amigables con el medio ambiente”, minimizan o el desperdicio, garantizan inocuidad y seguridad. Conveniencia Alimentos que se presentan en la forma que el consumidor lo requiere, precios más bajos y mejor servicio. Por ejemplo, alimentos listos para calentarse o consumirse. También se presenta a la conveniencia del mercado institucional, por ejemplo, ventas de ensaladas para restaurantes, piezas de pollo listas para procesarse en comidas rápidas, entre otros.
  • 7. 7 BiotecnologíaenMéxico Aplicaciones de la biotecnología en México La biotecnología mexicana ha incursionado en el desarrollo de procesos: • Biofermentación. • Bioenergéticos alternativos. • Biofertilizantes. • Conservación de recursos fitogenéticos. • Manejo post producción. • Aumento de la vida de anaquel de frutas y verduras. • Desarrollo de productos de especialidad. • Mejoramiento genético. • Cultivos de tejidos. Biotecnología en MasAgro Incrementar la producción y los rendimientos de maíz y trigo, en zonas de temporal y agricultura tradicional (productores de menor desarrollo). Descubrir la diversidad genética de las semillas. Caracterizar y revelar el potencial genético de las colecciones que preserva el CIMMYT (27,000 muestras de maíz y 150,000 de trigo) Estrategia internacional para aumentar el rendimiento de maíz. Estrategia internacional para aumentar el rendimiento de trigo. Desarrollo Sustentable del Productor. El fito-mejoramiento es un proceso lento, que toma décadas, por lo que se requieren nuevas tecnologías para el desarrollo de nuevos materiales.
  • 8. 8 BiotecnologíaenMéxico Con MasAgro se desarrollan proyectos con instituciones de investigación nacional e internacional, para generar materiales que mejoren los rendimientos de maíz y trigo acordes a las nuevas condiciones. Se estableció una plataforma para la definición de fenotipos en México, en Ciudad Obregón, Sonora, que permite evaluar las características fisiológicas de variedades, resistencia al acame, fotosíntesis, remobilización de reservas, entre otras, para obtener en menor tiempo las variedades que se necesitan. Actualmente, están en evaluación 14 mil variedades de trigo para resistencia al calor. Biotecnología en nuevos productos Productos que actualmente se encuentran en la producción agrícola en varias partes del mundo. • Nuevas variedades de flores (nuevos colores, mayor vida postcosecha) • Maíz, algodón, soya y canola tolerantes a la aplicación de herbicidas, resistentes a plagas y a sequía. • Cultivo de papaya con resistencia a virus. • Cultivos con mejores características organolépticas y calidad nutracéutica. • Biocombustibles de segunda generación. Avances y retos de la biotecnología en México • La investigación y el desarrollo en materia de biotecnología agrícola debe centrarse en las necesidades de los pequeños agricultores y productores. • Elaborar una política nacional sobre el papel de la biotecnología en el desarrollo agrícola. • Mejorar las estrategias de comunicación y participación efectivas, sobre todo de la sociedad, para estimular y fomentar la participación en los procesos de toma de decisiones sobre el desarrollo y uso de la biotecnología. • Intercambio tecnológico con otros países para avanzar con mejores resultados en el uso de estas tecnologías.
  • 9. 9 BiotecnologíaenMéxico El impacto de la biotecnología en diferentes sectores productivos La biotecnología en el sector agroalimentario La producción agrícola y hortícola se beneficia de la biología básica, la botánica y la agronomía, que a su vez basan su desarrollo moderno en la identificación genética de las variedades de plantas utilizadas en la botánica agrícola. Estas actividades se benefician de la biotecnología agrícola como son los métodos de propagación clonal, invitro, así como de los sistemas de Ingeniería genética que permiten la modificación de variedades vegetales de interés comercial. Uno de los principales sectores de aplicación de la biotecnología en el mundo se concentra en la cadena de producción primaria y transformación de productos agrícolas. La producción está determinada por condiciones de fertilidad natural y fertilización de suelos, disponibilidad de agua, calidad y función de semillas, dichos factores determinan que el cultivo se establezca. Crecientemente, grupos multidisciplinarios de agrónomos, ingenieros agrícolas, biólogos, genetistas, edafólogos y químicos, trabajan en la generación de variedades vegetales mejoradas, en la sustitución de agroquímicos tóxicos, y en el desarrollo sustentable de sistemas de producción agrícola. Posteriormente, durante la fase de producción, el cultivo se orienta, se regula cuidadosamente a través del manejo agronómico, que a través de fertilización regulada, riego adecuado, control de plagas y enfermedades, posibilita la producción en alto rendimiento, de frutos, flores, semillas o granos, ya sea para consumo humano directo, o para consumo animal, o bien como materia prima para la producción de otros productos derivados de su industrialización. La agrobiotecnología se ha orientado a las cuatro fases de la producción y transformación agrícola: - Semillas e insumos para el establecimiento de cultivos agrícolas. La producción de semilla, o de plántulas de calidad para el establecimiento de cultivos. - Insumos y sistemas para el manejo agronómico, lo que favorece el adecuado crecimiento y desarrollo de la planta antes de cosecha.
  • 10. 10 BiotecnologíaenMéxico - Productos y procesos para el manejo postcosecha de productos agrícolas, que permiten preservar o mejorar características del mismo, almacenarlo sin deterioro por el mayor tiempo posible. - Procesos industriales de transformación de insumos agrícolas para la generación de productos. Los posibles productos o procesos que son representativos de la agrobiotecnología son: - Semillas y variedades vegetales derivadas de mejoramiento tradicional (por cruzas). - Variedades certificadas de plantas de uso agrícola. - Variedades certificadas de plantas de uso forestal. - Semillas derivadas de transformación genética dirigida, con tecnología de ADN recombinante. Los sistemas de manejo de cultivares asociados a dichas semillas. - Las tecnologías de transformación genética de plantas específicas, los genes específicos y su secuencia, sus sistemas de detección, sus sistemas de integración estable en genomas, de replicación y expresión. - Plántulas derivadas de sistemas de micropropagación. - Los sistemas de micropropagación de plantas a partir de tejidos, células, embriones, etc. - Líneas celulares derivadas de selección in vitro, no transformadas, sino derivadas de la propia variabilidad genética, que cuando desarrollan plantas estables, éstas demuestran ventajas sobre las plantas silvestres o nativas, incluyendo los sistemas de detección de dichas líneas celulares. - Las plantas mejoradas, como plántulas o semillas, suelen demostrar mejoras tangibles en aspectos tales como:
  • 11. 11 BiotecnologíaenMéxico Resistencia a enfermedades y plagas por virus, hongos, bacterias, fitoplasmas, nemátodos e insectos. ísicas, químicas, sensoriales o nutricionales en frutos, semillas, hojas, jugos, flores, y otros órganos y tejidos. contaminantes, a altas concentraciones de minerales o a productos tóxicos pesticidas y plaguicidas. anaquel prolongada en almacenamiento. lación de compuestos de interésalimenticio o clínico. - Insumos y procesos de producción orientados a la sustitución parcial o total, o a la potenciación de: maticidas biológicos, microbicidas biológicos y extractos desinfectantes. ivirales y fungicidas, esto es, microorganismos que controlen, antagonicen, supriman o eliminen agentes causales de enfermedad en raíces, rizósferas y tejidos aéreos. de nutrición vegetal. Es decir, microorganismos inoculantes que funcionan como biofertilizantes o biorreguladores de crecimiento o diferenciación de plantas, ya sea por su función promotora de crecimiento o porque facilitan la disponibilidad y/o la captación de nutrientes (nitrógeno, fósforo) por las plantas.
  • 12. 12 BiotecnologíaenMéxico sustitutos o mejoradores de suelos, tales como compostas, materiales naturales procesados y transformados por métodos biológicos. ción física o química. Es decir productos biológicos orientados a la protección contra salinidad, congelación, desecación. res del desarrollo vegetal y la diferenciación de órganos y tejidos. Es decir, microorganismos y sus productos de metabolismo que funcionan como antagonistas de hormonas y reguladores vegetales y que sustituyen o sinergizan compuestos químicos sintéticos. - Los métodos y procesos asociados a la producción de dichos insumos, así como las tecnologías de aplicación y monitoreo de viabilidad de los productos biológicos son patentados y comercializados activamente en el mundo. - Insumos y procesos biológicos, bioquímicos o mixtos que tienen como finalidad el incremento de la vida de anaquel de frutos, semillas, flores, y que garantizan por tanto menor merma por deterioro asociado a pudrición o infestación. Así como los procesos y productos que aseguran preservación de tejidos verdes, inocuidad de productos para alimentación: culantes biopreservadores de frutos, que antagonizan o previenen el desarrollo de hongos en cítricos. iopreservadores que permiten el incremento de la vida de anaquel de forrajes y pasturas, granos de almacén y semillas. e bajo aplicación dirigida controlan la proliferación o previenen el desarrollo de patógenos en productos alimenticios tales como hortalizas. - Biotecnología moderna aplicada a las cadenas agroalimentarias:
  • 13. 13 BiotecnologíaenMéxico ología de ADN recombinante para la caracterización molecular de variedades de plantas orientadas a cultivos de interés alimentario o de otras aplicaciones (tales como el algodón para fibra o para madera). gía de generación de marcadores moleculares, que permite asignar secuencias específicas a ciertas variedades de plantas, por ejemplo caña de azúcar, uvas para vino, nueces finas, etc. Dichos marcadores pueden facilitar la identificación de la diversidad genética, y la relación de ésta con propiedades funcionales tales como rendimiento (de azúcares, de proteínas, etc.), así como características tales como la vida de anaquel del producto. la nueva tecnología de marcaje molecular, ha permitido que se definan variedades específicamente útiles de uva para la producción de vinos; variedades de papa con resistencia a enfermedades y plagas; así como agaves de alto valor para la producción de tequila, entre otros muchos ejemplos. La biotecnología en el sector pecuario La biotecnología pecuaria, en ocasiones incluida en la agrobiotecnología, involucra los sistemas asociados a la alimentación animal, la reproducción animal, el crecimiento y diferenciación animales para fines diversos: leche, producción de huevo, cárnicos y productos derivados (huesos y proteínas por ejemplo). Además, implica a los sistemas de diagnóstico de enfermedades de origen genéticodegenerativas, enfermedades infecciosas y parasitarias, así como la investigación en sistemas de vacunación, sistemas de control de crecimiento por hormonas y protocolos para la mejora sustentable de la actividad ganadera. Son ejemplos de aplicación de la biotecnología pecuaria: - La mejora genética de animales. itro; clonación y terapia génica de especies de importancia pecuaria.
  • 14. 14 BiotecnologíaenMéxico protocolos que posibilitan la reproducción de especies en peligro de extinción. icación molecular de razas que son naturalmente resistentes a enfermedades o que cuentan con propiedades antialergénicas. propiedades de aprovechamiento de pasturas, con menor evolución de metano y de otros productos indeseables del catabolismo. contenido de grasas o mejora en la masa muscular, o en la composición de proteína muscular, por ejemplo, de proteínas en huevo o en leche. - Los sistemas de detección y diagnóstico de enfermedades infecciosas, parasitarias y genéticas, por ejemplo: Los animales transgénicos representan la frontera de la investigación en biotecnología pecuaria, aunque la mayor parte de los trabajos se encuentran enfocados en experimentar con especies de animales objetivo en lugar de modelos de laboratorio. - En el área pecuaria, la mejora genética de variedades de peces, abejas, ovinos, bovinos y porcinos, entre otros, ha permitido la generación de variedades con mayor productividad de leche, carne, y huevo, por ejemplo.
  • 15. 15 BiotecnologíaenMéxico - Se han aplicado también procedimientos para que aditivos bioquímicos derivados de biotecnología, permitan la suavización de pajas con el objetivo de mejorar su digestibilidad, provocando mejores rendimientos de productos animales. Microorganismos probióticos se utilizan desde hace más de 20 años para la protección y potenciación de la función gastrointestinal en aves y cerdos. Por ejemplo, Grupo Avícola Tehuacan, ha desarrollado variedades de pollos libres de patógenos y genéticamente de mayor resistencia a enfermedades. La empresa Alltech en Estados Unidos, produce bacterias lácticas incorporadas en alimentación animal que permiten proteger a porcinos contra bacterias patógenas de vías gastrointestinales. La misma empresa produce enzimas celulasas que degradan parcialmente las celulosas de pajas de trigo por ejemplo, facilitan su digestión en animales y potencian el rendimiento de carne y leche. La biotecnología en el control de plagas y enfermedades Uno de los métodos que más se utilizan para contrarrestar estos males es el uso de agroquímicos. Estos productos representan un papel muy importante en la reducción de los daños económicos en los cultivos. Sin embargo, la toxicidad elevada de algunos de ellos, su persistencia en el medio y su mal uso han llevado a un replanteamiento de las estrategias de control de plagas. Por ello, actualmente se desarrollan formulados de agentes de control biológico, es decir, organismos vivos que reducen la población de insectos plaga y patógenos que afectan a los cultivos o depredación. Existen hongos, bacterias y virus antagonistas de los agentes que provocan plagas y enfermedades vegetales. Estos organismos (los hongos en particular), despiertan el interés de las empresas y órganos de investigación por su papel en el control de plagas y enfermedades de cultivos sin dañar el medio y la salud.
  • 16. 16 BiotecnologíaenMéxico En 1888 se descubrió por primera vez que un hongo (Arthrobotrys oligospora) era capaz de infectar nematodos. Muchos de sus huéspedes, los nematodos, son parásitos de plantas o de animales que afectan a los cultivos y al ganado. Por tanto, resulta muy interesante la posibilidad de usar hongos nematófagos y entomopatógenos como agentes de control biológico frente a los agroquímicos clásicos. Los hongos nematófagos son microorganismos con capacidad de atacar, matar y digerir nematodos (huevos, juveniles y adultos). Aparte de su habilidad nematófaga, muchos de estos hongos pueden vivir también saprofíticamente en materia orgánica muerta, atacar a otros hongos (micoparásitos) y colonizar raíces de plantas como endófitos. Hay más de 300 especies de hongos nematófagos descritos. La mayoría de los nematodos fitopatógenos viven en el suelo y atacan a las raíces de las plantas. Los hongos nematófagos se dividen en cuatro grupos dependiendo de su modo de infectar nematodos. El resultado de la infección es siempre el mismo: un nematodo completamente digerido. Los nutrientes que provienen de los nematodos son utilizados para formar nuevas estructuras fúngicas (hifas, esporas, etc.). Los cuatro grupos son: • Hongos atrapadores de nematodos: forman varios tipos de órganos atrapadores en sus hifas. • Hongos endoparásitos: utilizan sus esporas para infectar nematodos. • Hongos parásitos de huevos: infectan estadíos no móviles (huevos) de nematodos. • Hongos productores de toxinas: las hifas de estos hongos contienen una gota de toxina. Cuando el nematodo se pone en contacto con la toxina, éste es rápidamente inmovilizado y la hifas del hongo crecen quimiotrópicamente a través de la boca del nematodo, digiriéndolo. Los hongos entomopatógenos pueden eliminar o mantener las plagas en niveles que no ocasionan daños económicos en los cultivos. Estos hongos se encuentran en rastrojos de cultivos, estiércol, suelo, plantas, etc., logrando un buen desarrollo en lugares
  • 17. 17 BiotecnologíaenMéxico frescos, húmedos y con poco sol. Constituyen, además, el grupo de mayor importancia en el control biológico de insectos plaga. Prácticamente, todos los insectos son susceptibles a algunas de las enfermedades causadas por hongos. Se conocen aproximadamente 100 géneros y 700 especies de hongos entomopatógenos. Para poder utilizar estos hongos como insecticidas, en primer lugar, se deben producir cantidades masivas de éste, y en segundo lugar, aseguran su capacidad infectiva por un período de tiempo considerable. La explotación de los hongos para el control de plagas implica una amplia investigación multidisciplinar: genética, fisiología, ecología, patología, producción masiva, etc.
  • 18. 18 BiotecnologíaenMéxico Técnicas biotecnológicas en la producción de cultivos y en la ganadería La biotecnología vegetal. La biotecnología vegetal es una extensión de la tradición de modificar las plantas, con una diferencia muy importante: la biotecnología vegetal permite la transferencia de una mayor variedad de información genética de una manera más precisa y controlada. Al contrario de la manera tradicional de modificar las plantas que incluía el cruce incontrolado de cientos o miles de genes, la biotecnología vegetal permite la transferencia selectiva de un gen o unos pocos genes deseables. Con su mayor precisión, esta técnica permite que los mejoradores puedan desarrollar variedades con caracteres específicos deseables y sin incorporar aquellos que no lo son. Muchos de estos caracteres desarrollados en las nuevas variedades defienden a las plantas de insectos, enfermedades y malas hierbas que pueden devastar el cultivo. Otros incorporan mejoras de calidad, tales como frutas y legumbres más sabrosas; ventajas para su procesado (por ejemplo tomates con un contenido mayor de sólidos); y aumento del valor nutritivo (semillas oleaginosas que producen aceites con uncontenido menor de grasas saturadas). Estas mejoras en los cultivos pueden contribuir a producir una abundante y saludable oferta de alimentos y proteger nuestro medio ambiente para las futuras generaciones. En la base de las nuevas biotecnologías desarrolladas están las técnicas de aislamiento de células, tejidos y órganos de plantas y el crecimiento de estos bajo condiciones controladas (in vitro). Existe un rango considerable de técnicas disponibles que varían ampliamente en sofisticación y en el tiempo necesario para producir resultados útiles.
  • 19. 19 BiotecnologíaenMéxico El desarrollo más crucial para la biotecnología fue el descubrimiento de que una secuencia de DNA (gen) insertado en una bacteria induce la producción de la proteína adecuada. Esto amplió las posibilidades de la recombinación y la transferencia de genes, con implicaciones a largo plazo para la agricultura a través de la manipulación genética de microorganismos, plantas y animales. Aplicaciones de la biotecnología agraria En el campo de la agricultura las aplicaciones de la biotecnología son innumerables. Algunas de las más importantes son: Resistencia a herbicidas. La resistencia a herbicidas se basa en la transferencia de genes de resistencia a partir de bacterias y algunas especies vegetales, como la petunia. Así se ha conseguido que plantas como la soja sean resistentes al glifosato, a glufosinato en la colza y bromoxinil en algodón. Así con las variedades de soja, maíz, algodón o canola que las incorporan, el control de malas hierbas se simplifica para el agricultor y mejoran la compatibilidad medioambiental de su actividad, sustituyendo materias activas residuales. Otro aspecto muy importante de estas variedades es que suponen un incentivo para que los agricultores adopten técnicas de agricultura de conservación, donde se sustituyen parcial o totalmente las labores de preparación del suelo. Esta sustitución permite dejar sobre el suelo los rastrojos del cultivo anterior, evitando la erosión, conservando mejor la humedad del suelo y disminuyendo las emisiones de CO2 a la atmósfera. A largo plazo se consigue mejorar la estructura del suelo y aumentar la fertilidad del mismo. El ejemplo más destacado se ha observado en EEUU y Argentina, donde las autorizaciones de variedades de soja, tolerantes a un herbicida no selectivo y de baja peligrosidad, han tenido una rápida aceptación (14 millones de has en 1999) que ha ido acompañada de un rápido crecimiento de la siembra directa y no laboreo en este cultivo.
  • 20. 20 BiotecnologíaenMéxico Resistencia a plagas y enfermedades. Gracias a la biotecnología ha sido posible obtener cultivos que se auto protegen en base a la síntesis de proteínas u otras sustancias que tienen carácter insecticida. Este tipo de protección aporta una serie de ventajas muy importantes para el agricultor, consumidores y medio ambiente: • Reducción del consumo de insecticidas para el control de plagas. • Protección duradera y efectiva en las fases críticas del cultivo. • Ahorro de energía en los procesos de fabricación de insecticidas, así como disminución del empleo de envases difícilmente degradables. En consecuencia, hay estimaciones de que en EEUU gracias a esta tecnología hay un ahorro anual de 1 millón de litros de insecticidas (National Center for Food and Agricultural Policy), que además requerirían un importante consumo de recursos naturales para su fabricación, distribución y aplicación • Se aumentan las poblaciones de insectos beneficiosos. • Se respetan las poblaciones de fauna terrestre. Este tipo de resistencia se basa en la transferencia a plantas de genes codificadores de las proteínas Bt de la bacteria Bacillus thuringiensis, presente en casi todos los suelos del mundo, que confieren resistencia a insectos, en particular contra lepidópteros, coleópteros y dípteros. Hay que señalar que las proteínas Bt no son tóxicas para los otros organismos. La actividad insecticida de esta bacteria se conoce desde hace más de treinta años. La Bt es una exotoxina que produce la destrucción del tracto digestivo de casi todos los insectos ensayados. Este gen formador de una toxina bacteriana con una intensa actividad contra insectos se ha incorporado a multitud de cultivos. Destacan variedades de algodón resistentes al gusano de la cápsula, variedades de patata resistentes al escarabajo y de maíz resistentes al taladro.
  • 21. 21 BiotecnologíaenMéxico Los genes Bt son sin duda los más importantes pero se han descubierto otros en otras especies, a veces con efectos muy limitados (en judías silvestres a un gorgojo) y otras con un espectro más amplio de acción como los encontrados en el caupí o en la judía contra el gorgojo común de la judía. Los casos más avanzados de plantas resistentes a enfermedades son los de resistencias a virus en tabaco, patata, tomate, pimiento, calabacín, soja, papaya, alfalfa y albaricoquero. Existen ensayos avanzados en campo para el control del virus del enrollado de la hoja de la patata, mosaicos de la soja, etc. Mejora de las propiedades nutritivas y organolépticas. El conocimiento del metabolismo de las plantas permite mejorar e introducir algunas características diferentes. En tomate, por ejemplo, se ha logrado mejorar la textura y la consistencia impidiendo el proceso de maduración, al incorporar un gen que inhibe la formación de pectinasa, enzima que se activa en el curso del envejecimiento del fruto y que produce una degradación de la pared celular y la pérdida de la consistencia del fruto. En maíz se trabaja en aumentar el contenido en ácido oleico y en incrementar la producción del almidones específicos. En tabaco y soja, se ha conseguido aumentar el contenido en metionina, aminoácido esencial, mejorando así la calidad nutritiva de las especies. El gen transferido procede de una planta silvestre que es abundante en el Amazonas (Bertollatia excelsia) y que posee un alto contenido en éste y otros aminoácidos. Resistencia a estrés abióticos. Las bacterias Pseudomonas syringae y Erwinia herbicola, cuyos hábitat naturales son las plantas, son en gran parte responsables de los daños de las heladas y el frío en muchos vegetales, al facilitar la producción de cristales de hielo con una proteína que actúa como núcleo de cristalización. La separación del gen implicado permite obtener colonias de estas bacterias que, una vez inoculadas en grandes cantidades en la planta, le confieren una mayor resistencia a las bajas temperaturas.
  • 22. 22 BiotecnologíaenMéxico En cualquier caso, la resistencia a condiciones adversas como frío, heladas, salinidad, etc., es muy difícil de conseguir vía biotecnología, ya que la genética de la resistencia suele ser poligenética, interviniendo múltiples factores. Otras aplicaciones. • En el campo de la horticultura se han obtenido variedades coloreadas imposibles de obtener por cruzamiento o hibridación, como el el caso de la rosa de color azul a partir de un gen de petunia y que es el responsable de la síntesis de delfinidinas (pigmento responsable del color azul). En clavel también se ha conseguido insertar genes que colorean esta planta de color violeta. • También se ha conseguido mejorar la fijación de nitrógeno por parte de las bacterias fijadoras que viven en simbiosis con las leguminosas. Otra línea de trabajo es la transferencia a cereales de los genes de nitrificación de dichas bacterias, aunque es enormemente compleja al estar implicados muchísimos genes. • En colza y tabaco, se ha logrado obtener plantas androestériles gracias a la introducción de un gen quimérico compuesto por dos partes: una que sólo se expresa en el tejido de la antera que rodea los granos de polen y otra que codifica la síntesis de una enzima que destruye el ARN en las células de dicho tejido. Este procedimiento permitirá la obtención de híbridos comerciales con mayor facilidad. • En la industria auxiliar a la agricultura destaca la producción de plásticos biodegradables procedentes de plantas en las que se les ha introducido genes codificadores del poli-b-hidroxibutirato, una sal derivada del butírico. Cuando estos genes se expresan en plantas se sabe que de cada 100 gr de planta se puede obtener 1 gr. de plástico biodegradable. • Producción de plantas transgénicas productoras de vacunas, como tétanos, malaria en plantas de banana, lechuga, mango, etc.
  • 23. 23 BiotecnologíaenMéxico Mecanismos que regulan la aprobación y seguridad de los cultivos mejorados genéticamente. La novedad de estos avances y las posibilidades que abren han hecho que las administraciones de todo el mundo articulen sus legislaciones bajo el criterio de precaución, que significa que cada una de estas mejoras debe ser evaluada “caso por caso”, y como si se tratara de un nuevo medicamento se autorice o rechace ante la más mínima duda sobre su seguridad. Así, las variedades actualmente autorizadas lo han hecho de acuerdo con las pautas recomendadas por comités de expertos como los de la FAO, Organización Mundial de la Salud y otras instituciones de reconocido prestigio. En el periodo de aprobación, se evalúan tanto las características que corresponden a la mejora introducida (gen, proteína a la que da lugar, etc.) como el cultivo mejorado en sí (comportamiento agronómico, impacto sobre especies no objetivo, etc.) y tanto desde el punto de vista medioambiental, como en lo que respecta a su seguridad de uso para alimentación humana o para fabricación de piensos. Ninguna de estas evaluaciones es requerida para variedades que se hayan mejorado por otras técnicas, incluyendo aquellas en las que las técnicas son mucho más agresivas con el genoma de la planta e impredecibles en los resultados. Podemos estar por tanto seguros de que hay una legislación estricta que vela para que ninguna de estas aplicaciones llegue a la fase comercial con posibles daños medioambientales o sanitarios que no compensen su utilidad, y la prueba fehaciente de que esto es así, es que tras cuatro años de comercialización, y cuando se suman millones de has sembradas con estas variedades, no ha habido ni un sólo incidente sanitario. Biotecnología y producción animal El desafío que se plantea para la producción animal consiste en proporcionar a la sociedad productos alimenticios que satisfagan sus cambiantes necesidades de nutrición, dentro de límites económicos y ambientales específicos. Sobre la base del principio fundamental “F = G + A” (es decir que el fenotipo de un animal refleja su aptitud genética intrínseca o genotipo tal como se expresa en un medio ambiente determinado), los criadores de animales han adoptado un enfoque doble para mejorar la calidad de su producción. Por un lado, han aprendido a dominar los componentes ambientales perfeccionando las prácticas de cría y alimentación de los animales, la profilaxis y el tratamiento de las enfermedades. Por el otro, la selección artificial ha permitido obtener continuas
  • 24. 24 BiotecnologíaenMéxico mejoras de la composición genética de las especies domésticas. La aplicación de complejos métodos biométricos en los programas de reproducción ha generado progresos genéticos espectaculares durante la segunda mitad de este siglo. La biotecnología se ha integrado al arsenal de herramientas destinadas a mejorar los componentes ambientales (A) y naturales (G) de la ecuación. Las aplicaciones de la biotecnología destinadas a mejorar los componentes ambientales, recientemente analizadas por Robinson y McEvoy (1993), incluyen: - las manipulaciones genéticas de las especies de forraje, para acrecentar su productividad o su valor nutritivo, - las manipulaciones genéticas de microorganismos a fin de producir aditivos alimenticios, - las manipulaciones genéticas de la microflora intestinal, - la producción de compuestos terapéuticos o profilácticos - comprendidas las vacunas - a partir de microorganismos genéticamente modificados, - la producción de hormonas o análogos hormonales a partir de microorganismos genéticamente tratados, - la inmunorregulación de los procesos fisiológicos, - el mejoramiento de los métodos de diagnóstico basados en el ADN. Biotecnología para el mejoramiento genético del ganado Las técnicas de reproducción recurren a la selección de los animales genéticamente superiores como progenitores de las generaciones subsiguientes. Por consiguiente, en este nivel la selección artificial sólo se podría aplicar a rasgos que revelan una variación genética "natural" en las poblaciones seleccionadas, esto es, rasgos caracterizados por algún grado de heredabilidad. El índice de progreso genético o de respuesta a la selección depende de:
  • 25. 25 BiotecnologíaenMéxico - La exactitud de la selección, esto es, la precisión en la identificación de los animales genéticamente superiores; - el intervalo entre generaciones: cuanto más breve es el intervalo, más rápidos son los progresos genéticos; - la intensidad de la selección, es decir que cuanto más se aparten los futuros animales reproductores del valor medio de sus contemporáneos, mayor será el mejoramiento genético. La biotecnología se está aplicando para acelerar los progresos genéticos sobre la base de los cuatro factores siguientes: aumentar la variación genética (o el sustrato molecular de los programas de reproducción), aumentar la exactitud de la selección, reducir el intervalo entre generaciones e incrementar la intensidad de la selección. Se pueden distinguir tres campos fundamentales en la biotecnología aplicada al mejoramiento genético del ganado: - las técnicas de reproducción, - la manipulación del genoma y la selección mediante marcadores (SMM), y - la transgénesis aplicada a los animales de cría. Biotecnología de la reproducción Se han elaborado o están en estudio una serie de métodos destinados a aumentar el potencial reproductivo del ganado (2, 8, 9, 10), entre ellos los siguientes: - Inseminación artificial (IA): Sobre todo desde la elaboración de métodos eficaces de congelación del semen la IA ha pasado a ser la biotecnología más difundida en la producción animal, en particular de bovinos. Al permitir la utilización en gran escala de un pequeño número de reproductores de élite, la IA ha tenido repercusiones espectaculares en la intensidad de la selección. Además, ha facilitado la ejecución del programa de evaluación de la descendencia aplicado principalmente a las razas bovinas lecheras, y ha contribuido notablemente al mejoramiento del ganado al aumentar la exactitud de la selección pese a la prolongación conexa del intervalo entre generaciones.
  • 26. 26 BiotecnologíaenMéxico - Ovulación múltiple y transferencia de embriones (OMTE): Al multiplicar la descendencia, sobre todo en especies que presentan pocas variaciones, la OMTE ofrece posibilidades para acentuar el mejoramiento genético aumentando la intensidad de la selección de las hembras. En el ganado bovino, empero – la especie en la que más difundida está esta tecnología - el principal efecto de la OMTE podría deberse a la reducción del intervalo entre generaciones, en comparación con el programa clásico de evaluación de la descendencia, si los reproductores se seleccionan sobre la base de los resultados de sus dobles hermanas producidas por OMTE antes que en los resultados de su descendencia hembra: es el llamado esquema de los núcleos de selección de la OMTE. Pese a las dificultades técnicas que plantea, la OMTE podría llegar a desempeñar un papel importante en los países en desarrollo, donde sería difícil poner en práctica la aplicación en gran escala de un programa de evaluación de la descendencia basado en la inseminación artificial. - Recolección de ovocitos (RO), maduración de ovocitos in vitro (MIV), fecundación in vitro (FIV): El número de embriones que se pueden obtener por año de una vaca utilizando la OMTE se limita en promedio a unos 20 o menos, mientras que la combinación de RO con MIV y FIV permite multiplicar ese número al menos por 5. Es más, la recolección de embriones se puede aplicar a vacas preñadas tanto como a animales prepuberales. El efecto de estas metodologías sobre la respuesta genética se produce por las mismas vías que la OMTE, es decir, un aumento de la intensidad de la selección de las hembras y una mayor exactitud de la selección tanto de machos como de hembras. - Transferencia de núcleos o clonación de embriones: La transferencia de núcleos totipotentes a oocitos enucleados permite teóricamente producir grandes números de gemelos idénticos o "clonos". Los principios que rigen la clonación de embriones se resumen en la Figura 1. Esta metodología abre la posibilidad de afectar la respuesta génética de muy distintas maneras, entre ellas la intensidad y la exactitud de la selección y el intervalo entre generaciones. Inicialmente, la fuente de núcleos totipotentes eran las blastómeras. Pese a la posible utilización de blastocitos de la primera generación y de generaciones ulteriores como donadores de núcleos, la dimensión de los clonos ha seguido siendo muy pequeña. La reciente generación de células madres embrionarias
  • 27. 27 BiotecnologíaenMéxico totipotentes (de tipo “ES”) en ovinos, a la que seguirán probablemente adelantos similares en otras especies, podría acrecentar considerablemente la eficiencia de la clonación de embriones (3). - Selección del sexo: Recientes adelantos en la clasificación por citometría de flujo permiten ahora separar eficazmente los espermatozoides viables portadores de un cromosoma X o Y. Aunque las cantidades de células recuperadas son incompatibles con las prácticas tradicionales de inseminación artificial, son suficientes cuando se combinan con técnicas de FIV. Este podría llegar a ser el método predilecto para generar embriones del sexo deseado. La selección del sexo de los embriones también se puede lograr por microbiopsia y determinación del sexo utilizando secuencias Y específicas amplificadas mediante la técnica de reacción de polimerización en cadena (PCR). Este método, empero, sólo se justifica muy excepcionalmente desde el punto de vista económico. - Criopreservación de gametos y embriones: La mayoría de los métodos conocidos sólo son eficaces si se los utiliza en combinación con métodos de congelación de gametos y embriones. Además, la criopreservación desempeña un papel esencial en los programas de conservación destinados a preservar la diversidad genética.
  • 28. 28 BiotecnologíaenMéxico Reflexión Concluimos que las biotecnologías desarrolladas hasta ahora no contribuyen a atender la necesidad más importante de la agricultura moderna: lograr una producción sostenida. Las biotecnologías agrícolas que las grandes empresas están desarrollando, y probablemente las únicas que llegarán al mercado, se dirigen a aumentar la productividad y, sobre todo, a generar ganancias con la comercialización de nuevos insumas agrícolas. Aun en el caso de que la biotecnología agrícola se encauzara con criterios más ecológicos, no debe considerársele como la única opción de desarrollo tecnológico. Las restricciones que la ecología impone a la la biotecnología impedirán que ésta logre buenos resultados en plazos largos y medios en casi cualquier situación en la que se intente como estrategia para superar las limitaciones productivas. Es probable que la biotecnología agrícola sea un éxito económico para sus promotores y usuarios, al menos durante un tiempo. Sin embargo, en términos sociales será un fracaso. Y lo será más desastroso en economías deprimidas y con distribución del ingreso extremadamente desigual, como la que hay en casi todos los países latinoamericanos. Mayor distancia económica entre pobres y ricos de cada país, en particular del sector rural, será un costo demasiado alto para cualquier sociedad latinoamericana. La biotecnología agrícola guarda similitudes con la revolución verde. El fracaso de esta última como estrategia de un crecimiento agrícola sostenido y generalizado hace pensar que la biotecnología tampoco dará soluciones satisfactorias para el desarrollo rural. Los objetivos de la biotecnología son los que han determinado las transnacionales que están invirtiendo en ella. Éstos consisten básicamente en abrir nuevos mercados para los productos agroquímicos. Técnicamente, el costo más alto de proporcionar apoyo a la biotecnología es el de negárselo a la agroecología, cuyos beneficios intrínsecos son sociales y de largo plazo. Otros costos importantes serán la erosión genética y la pérdida de la cultura agrícola generada empíricamente en las comunidades rurales. Esa cultura será el elemento central del desarrollo de una tecnología agrícola sustentada ecológicamente y capaz de ser la base de la producción agrícola por períodos ilimitados.
  • 29. 29 BiotecnologíaenMéxico Bibliografía Aplicaciones de la biotecnología en la agricultura www.infoagro.com Control biológico de plagas y enfermedades, Víctor Manuel Pérez lozano, sgitt-otri (universidad de alicante) Biotecnología para el mejoramiento genético del ganado: situación actual y perspectivas, m. Georges departamento de genética, facultad de medicina veterinaria, universidad de Lieja, 20 bd de Colonster, b-4000-lieja, Bélgica La biotecnología en México: situación de la biotecnología en el mundo y situación de la biotecnología en el México y su factibilidad de desarrollo. Pres entado en: centro de educación continua, unidad allende, del instituto politécnico nacional (ipn). Estudio realizado por el centro de investigación en biotecnología aplicada del IPN. Coordinador del estudio: Dr. Sergio Trejo Estrada.