Biotecnología-Cultivos transgénicos.pdf
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Este documento resume los principales conceptos sobre cultivos transgénicos. Explica que la biotecnología vegetal permite mejorar características agronómicas de cultivos mediante ingeniería genética. Describe los procesos de transformación genética y regulación de cultivos transgénicos. Finalmente, resume la situación actual de cultivos transgénicos en el mundo, incluyendo sus beneficios y desarrollos en curso.
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- 1. Biotecnología, Es hora de comprender más y temer menos ArgenBio Mayo 2020 Capítulo 4: Cultivos transgénicos
- 2. 2 Uno Dos Cuatro Capítulo 4: Los cultivos transgénicos en el contexto del mejoramiento vegetal Transformación genética de plantas Situación actual y desarrollos de cultivos transgénicos Tres Regulación de cultivos transgénicos
- 4. 4 4x106 2x106 1.2x106 105 104 Vegetariano Omnívoro Cazador Fuego Agricultura Ganadería Carroñero
- 5. 5 Centro de origen de los cultivos
- 6. 6
- 7. 7
- 8. 8
- 9. 9
- 10. 10 Brócoli Colirrábano Repollito de Bruselas Coliflor Repollo Col Berza Collard Greens Brassica oleraceae selección artificial
- 11. 11 Maíz
- 12. 12 A B F1 Mejoramiento por cruzamiento y selección
- 13. 13 Lycopersicon esculentum Lycopersicon peruvianum Nuevo cultivar de tomate
- 14. 14 Mejoramiento por radiación gamma Instituto de mejoramiento por radiación Ibaraki-ken, Japón
- 15. 15 Mejoramiento por mutagénesis Lino: etilmetanosulfonato (EMS) Pomelo Rosado: rayos X Crisantemo: rayos gamma Otros cultivos mejorados por mutagénesis: lechuga, olivo, papa, tomate, espinaca, poroto, pepino, berenjena, naranja, pera, manzana, damasco, banana, limón, alfalfa, soja, girasol, arroz, cebada, algodón, trigo
- 16. 16 Manipulación genética “moderna” (desde siglo XIX) Leyes de la herencia Mutagénesis Plantas transgénicas Manipulación genética “antigua” – empírica (desde los comienzos de la agricultura) Saltar la barrera de especie!!
- 17. 17 2. Transformación genética de plantas
- 18. 18 Mejoramiento por biotecnología vegetal (ingeniería genética) • Mejora de características agronómicas: Resistencia a enfermedades y plagas, tolerancia a herbicidas, tolerancia a heladas, sequía, salinidad, etc., modificación de rasgos morfológicos, mayor rendimiento. • Mejores alimentos: Eliminación o disminución de factores anti-nutritivos, toxinas o alérgenos, introducción o aumento de factores promotores de la salud, modificación de la proporción de nutrientes, maduración retardada. • Plantas como fábricas de moléculas: Obtención de fármacos, vacunas, biopolímeros, biocombustibles, etc.
- 19. 19 Cultivo in vitro de plantas
- 20. 20 Transformación con Agrobacterium tumefaciens Agrobacterium tumefaciens Ingreso de la bacteria a las células vegetales Agalla de la corona (tejido transgénico) Plásmido Ti ADN-T
- 23. 23 3. Regulación de cultivos transgénicos
- 24. 24 • Origen del gen • Caracterización molecular de la construcción • Función, modo de acción • Toxicidad y alergenicidad • Familiaridad – historia de uso seguro • Niveles, patrones y estabilidad de la expresión • Caracterización molecular de la inserción • Características morfológicas, fisiológicas y agronómicas • Impacto ambiental (organismos no blanco, flujo génico, etc.) • Composición • Aptitud alimentaria Evaluación de riesgo: ¿qué se analiza? Gen - construcción genética - productos de expresión OGM (planta y productos)
- 25. 25 Evaluación de riesgo: el enfoque comparativo Parámetros agronómicos (morfología, reproducción, desempeño), composición, aptitud nutricional… No GM (con historia de uso seguro) GM (nuevo) Tan seguro como… (y no menos nutritivo) que el convencional
- 26. 26 Proceso regulatorio para cultivos GM en Argentina Los sistemas y procesos regulatorios varían de país en país, pero aplican criterios similares y consensuados internacionalmente (OECD, FAO, OMS, CODEX, ILSI) Secretaría de alimentos y bioeconomía Aprobación Comercial (consumo, siembra y comercialización)
- 27. 27 4. Situación actual y desarrollos de cultivos transgénicos
- 28. 28 Fuente: ISAAA, 2018 1 millón de hectáreas o más Estados Unidos Brasil Argentina Canadá India Paraguay China Pakistán Sudáfrica Uruguay Bolivia 75,0 51,3 23,9 12,7 11,6 3,8 2,9 2,8 2,7 1,3 1,3 Australia Filipinas Myanmar Sudan México España Colombia Vietnam Honduras Chile Portugal Bangladesh Costa Rica Indonesia eSwatini millones ha menos de 1 millón de hectáreas
- 29. 29 Los cultivos GM en Argentina, hoy Para conocer más de cultivos transgénicos en Argentina visitar: http://argenbio.org/cultivos-transgenicos Resistencia a insectos Tolerancia a herbicida X
- 30. 30 Resistencia a insectos: toxina Bt de Bacillus thuringiensis Beneficios: mayores rendimientos, flexibilidad, menor uso de insecticidas, mejor calidad de grano, niveles menores de micotoxinas Soja Bt I Soja no Bt Algodón no Bt Maíz no Bt Maíz Bt Maíz no Bt
- 31. 31 Tolerancia a herbicida (glifosato): enzima de Agrobacterium tumefaciens Beneficios: mejor control de malezas, sustitución de herbicidas, simplificación del manejo y beneficios asociados a la Siembra Directa
- 32. 32 Presente en plantas y microorganismos, ausente en animales y humanos
- 33. 33 Glifosato: toxicidad y efectos sobre la salud Usado desde hace más de 30 años, con cientos de estudios toxicológicos, eco- toxicológicos, reproductivos, teratológicos, etc. Según la reunión de expertos FAO/OMS* + los estudios regulatorios: • posee baja toxicidad aguda • no provoca daños ni cambios en el material genético • no es cancerígeno • no afecta el desarrollo embrionario ni provoca malformaciones • no afecta el sistema nervioso • no tiene efectos sobre la reproducción ni sobre los sistemas endócrinos Categoría de Menor Riesgo Toxicológico (Clase IV) No daña a los insectos, mamíferos, aves o peces Si llega a las fuentes de agua, las concentraciones no alcanzan niveles de riesgo toxicológico para el hombre o para los organismos acuáticos Los niveles de residuos en cultivos GM están por debajo de los límites de detección o LMR. 2004 - Report of the Joint Meeting of the FAO Panel of Experts on Pesticide Residues in Food and the Environment and WHO Core Assessment Group
- 34. 34 Color: categoría toxicológica Precauciones Descripción Instrucciones de uso Ejemplo de etiqueta
- 35. Cultivos GM en el mundo: lo que hay y lo que se viene Lanzamiento Evaluación bioseguridad Ensayos a campo Laboratorio ~ 20 años Maíz, Soja, Algodón, Canola, Papaya, Calabacín amarillo, Remolacha azucarera, Alfalfa, Clavel, Rosa, Álamo, Caña de azúcar, Berenjena, Papa, Manzana, Piña, Cártamo R. insectos, T. herbicidas, R. virus, T. sequía, Color, Menos pardeamiento, Menos asparagina, Menos lignina, Quimosina, Composición aceites Composición (almidón, aminoácidos, fibra, micronutrientes, pro-vitamina A), Maduración retardada, Lignina- celulosa, Rendimiento, Salinidad, Uso de nitrógeno, R. bacterias, hongos, nematodos, T. heladas, calor, antioxidantes, otros Tomate, Pimiento, Eucaliptus, Arroz, Trigo, Cítricos, Banana, Maní, Garbanzo, Mandioca, Mostaza, Poroto, Sorgo, Repollo, otros
- 36. 36 Algunos cultivos Bt en desarrollo Papa Bt Crisantemo Bt Arroz Bt Brócoli Bt
- 37. 37 Berenjena Bt Mahyco Co. (India) - gen cry1Ac 2001-2007: los ensayos a campo demostraron que resiste a la plaga y requiere 77% menos insecticida Bt No Bt Bt No Bt
- 38. 38 Poroto GM resistente al mosaico dorado Embrapa - Brasil Mosca blanca Virus del mosaico dorado
- 39. 39 Papa resistente al virus PVY (Tecnoplant/CONICET) Proteína de la cápside, tiene aprobación regulatoria Desarrollos Argentinos Caña de azúcar tolerante a glifosato (EEOC y Chacra Experimental)
- 40. 40 Soja y trigo con tolerancia a sequía (Indear, Argentina) Con aprobación regulatoria Sin aprobación regulatoria Desarrollos Argentinos
- 41. 41 Mejoras en la calidad: manzana Arctic® o Menos pardeamiento y magulladuras o manchas oscuras (menos descarte) Silenciamiento del gen de la enzima polifenol oxidasa por RNA de interferencia - RNAi Aprobadas en EEUU y Canadá y ya disponibles en EEUU
- 42. 42 Mejoras en la calidad: papa Innate Innate Convencional 10 horas después de cortadas o Menos pardeamiento y magulladuras o manchas oscuras (menos descarte) o Menos asparragina (menos acrilamida durante la cocción a altas temperaturas) Aprobada en EEUU y Canadá y ya disponibles en EEUU Silenciamiento del gen de la enzima polifenol oxidasa por RNA de interferencia - RNAi
- 43. 43 Flores Retardo de la senescencia Las dos flores tienen ocho días de post-cosecha Control genético del número de órganos florales en Petunia Modificación del color Rosas y claveles azules Modificación de la arquitectura floral
- 44. 44 Eliminación o disminución de factores anti-nutritivos, toxinas o alérgenos o Alérgenos en maní y en soja o Gliadinas en trigo (enfermedad celíaca) o Café con menos cafeína o Glucósidos cianogénicos en mandioca
- 45. 45 Modificación de la proporción de nutrientes o Soja con más aceite o Aceites con más ácido oleico o Aceites con omega-3 o Papa y batata con más proteínas o Papa con más almidón o Maíz con más lisina o metionina
- 46. 46 Arroz Dorado Salvaje Arroz dorado 1 Arroz Dorado 2 http://www.goldenrice.org • El arroz dorado es seguro para el consumo • El beta-caroteno, precursor de la vitamina A, está biodisponible en el grano • Una taza de arroz dorado cubre la mitad de las necesidades diarias Filipinas 2013: ensayos de desempeño y para compilar datos regulatorios necesarios para aprobación comercial
- 47. 47 Agosto 2013, ensayo de arroz dorado destruido por “activistas” en el Instituto Internacional de Investigación en Arroz, Filipinas Arroz Dorado 18 de diciembre, 2019, Filipinas - Después de una rigurosa evaluación de bioseguridad, el Arroz Dorado "ha sido encontrado tan seguro como el arroz convencional"
- 48. 48 Berenjena Bt India “celebra” la moratoria para la berenjena Bt Desde 2014 en Bangladesh cultivan berenjena Bt Año Superficie (ha) Productores 2014 12 120 2015 25 250 2016 700 2.500 2017 2.400 27.000
- 49. 49 ¡Ciencia y tecnología no es lo mismo! Descubrimiento Purificación Pruebas en ratones Condiciones de cultivo y nuevas cepas - escalado a planta piloto Participación de las empresas farmacéuticas - escalado a planta comercial Ensayos clínicos Primera planta comercial American Chemical Society International Historic Chemical Landmarks. Discovery and Development of Penicilina 1928 1944 (historia de la penicilina)