BIOTECNOLOGIA VEGETAL

SITUACIÓN MUNDIAL DE LA COMERCIALIZACIÓN DE CULTIVOS BIOTECNOLOGICOS EN 2008-2009

APLICACIONES DE LA TRANSFORMACION GENETICA DE LAS PLANTAS

• Transformación genética:

Manipulación del material genético de un organismo mediante la introducción selectiva de ADN foráneo en una célula.

• Biotecnología vegetal:

Incluye cualquier procedimiento de manipulación del material vegetal para conseguir la alteración del material genético de un organismo.

TRANSFORMACIÓN GENÉTICA DE PLANTAS

- Consiste en la introducción de genes foráneos en células y tejidos vegetales y en la regeneración de plantas fértiles a partir de los mismos. Se basa, por tanto, en la totipotencia de las células vegetales para regenerar plantas completas.

- Se pretende que la expresión del gen o genes introducidos provoque un cambio fenotípico de interés para la especie transformada sin alterar el resto del genoma de la planta.

NaCl

La biotecnología en la agricultura del siglo XXI

- Reducción de herbicidas

- Aplicaciones de la biotecnología vegetal:

- Importancia de la transferencia tecnológica a países pobres

- Patrocinio de centros internacionales

- Plantas resistentes a situaciones adversas

- Mejora de la calidad alimentaria

- Mejora de la calidad tecnológica

- Plantas con potencial descontaminador del medioambiente

INGENIERÍA GENÉTICA PARA DESARROLLAR TOLERANCIA A HERBICIDAS

CONTROL DE LAS MALAS HIERBAS

Las malas hierbas compiten por el agua, nutrientes y luz con el cultivo

primario.

La presencia de malas hierbas y sus semillas en el producto final reduce la

calidad del cultivo. HERBICIDAS

Daños producidos por el herbicida en la especie cultivada

- Aplicación del herbicida con equipos especiales- Protectores químicos específicos- Desarrollo de cultivos tolerantes al herbicida

>mejora/selección>ingeniería genética

INGENIERÍA GENÉTICA PARA DESARROLLAR RESISTENCIA A PLAGAS Y ENFERMEDADESS

Plantas sometidas a condiciones desfavorables Organismos perjudiciales

VirusViroidesBacteriasHongosInsectosNemátodos

Resistencia frente al patógeno

Desarrollo de la enfermedad

Desarrollo de variedades más resistentes al ataque de

patógenos y plagas

- Mejora clásica- Alternancia de cultivos- Pesticidas- Programas integrados para control de plagas o lucha biológica- Biotecnología vegetal (conocimiento de los mecanismos moleculares asociados a la respuesta natural de defensa de las plantas)

Resultado del ataque por el gusano de las bolas de algodón en algodón transgénico Bt (derecha) y no transgénico (izquierda).

Campo de papayas afectado por el virus del anillado de la papaya (PRSV). Es una de las virosis más severas que existen.

La papaya es una importante fuente de vitaminas en países del área tropical.

RESISTENCIA AL ATAQUE DE HONGOS

- Introducción de proteínas relacionadas con patogénesis (PR)

PR-2 ß-1,3-glucanasaPR-4 Quitinasa I y IIPR-5 Tipo taumatina...

RESISTENCIA AL ATAQUE DE BACTERIAS

- Introducción de enzimas capaces de detoxificar una toxina patogénica

- Introducción de proteínas relacionadas con patogénesis (PR)

- Introducción de genes de defensa de origen vegetal o no vegetal

- Producción de anticuerpos

INGENIERÍA GENÉTICA PARA MEJORA DE LA CALIDAD

MEJORAS EN EL VALOR NUTRITIVO DE LOS ALIMENTOS>Cambios en la composición de aminoácidos de las

proteínas presentes en vegetales utilizados como alimentos

>Contenido en vitaminas y oligoelementos

EXTENSIÓN DE VIDA POSTCOSECHA>Control de producción endógena de etileno

PLANTAS ORNAMENTALES>Color>Longevidad

PLANTAS COMO BIOFACTORÍAS

>ANTÍGENOS PARA INMUNIZACIÓN ACTIVA (VACUNAS)

>ANTICUERPOS PARA INMUNIZACIÓN PASIVA

>FITORREMEDIACIÓN

>PLÁSTICOS BIODEGRADABLES

>PRODUCCIÓN DE METABOLITOS SECUNDARIOS

En Lithospermum erythrorhizon, cultivos de raíces en cabellera producen el pigmento rojo shikonina y lo secretan al medio.

RIESGOS ASOCIADOS A LA UTILIZACIÓN DE PLANTAS TRANSGÉNICAS

• Fuga de genes > intraespecífica

posible reducción de la biodiversidad> interespecífica

riesgo de crear nuevas resistencias en malas hierbas

• Transferencia de genes a bacterias del intestino humano

• Toxicidad por nuevas (o más abundantes) sustancias presentes en alimentos transgénicos

• Alergenicidad de los alimentos transgénicos

• Transferencia de genes a bacterias del suelo o a nuevas especies no transgénicas cultivadas en la misma superficie a través de los residuos o exudados de plantas transgénicas

• Nuevas resistencias en bacterias, insectos y otros organismos que utilicen como alimentos las plantas transgénicas

• Nuevas especies de virus (recombinación, heteroencapsidación)

SITUACIÓN MUNDIAL DE LA COMERCIALIZACIÓN DE CULTIVOS GENETICAMENTE MODIFICADOS/TRANSGÉNICOS EN 2008-2009

• La superficie agrobiotecnológica se ha multiplicado por 80 entre 1996 y 2009. En 2008-2009 se ha producido un incremento notable de la superficie destinada a la producción de cultivos transgénicos.

• Incremento del número de países y agricultores productores en todo el mundo.• Aumento de la utilización de eventos aplicados.• Introducción de nuevos cultivos transgénicos.

Esto es importante porque los cultivos transgénicos contribuyen a resolver:

a) Seguridad alimentaria.

b) Alto precio de los alimentos.

c) Sostenibilidad.

d) Lucha contra la pobreza y el hambre.

e) Atenuación de problemas relacionados con el cambio climático

SUPERFICIE AGROBIOTECNOLÓGICA MUNDIAL EN 2009

• El número de países productores de cultivos transgénicos se ha elevado a 25. Los países en desarrollo superan a los industrializados por 15 a 10. Otros 32 autorizan la importación de cultivos biotecnológicos para uso de alimentación y forrajero.

• En Africa ahora se han unido Burkina Faso (algodón biotecnológico y Egipto (maíz BT). Bolivia ha sembrado soja transgénica (tolerante a herbicidas) por primera vez. Otros como Brasil que ya lo eran han comenzado a sembrar cultivos adicionales. En USA y Canadá se ha comenzado a sembrar un nuevo cultivo transgénico, remolacha azucarera e incrementa en la producción de algodón y maíz con eventos apilados.

• Además USA y China ha cultivado papaya transgénico resistente a virus, También calabazaBT y alfalfaBT (USA) y álamos (China). Australia y Colombia clavel BT

• 1000.000.000 de Ha de cultivos transgénicos y va en aumento

SUPERFICIE AGROBIOTECNOLÓGICA MUNDIAL EN 2009

• Por superficie de cultivo transgénico el orden es:

- Soja.- Maíz.- Algodón- Colza

• El evento dominante ha sido la tolerancia a herbicidas. Otro evento la resistencia a insectos

• Va en aumento la superficie cultivada con eventos apilados, con USA a la cabeza. El maíz de USA tiene 3 eventos apilados que confiere resistencia a 2 plagas de insectos más tolerancia a herbicidas. El maíz BT Smartstax lleva 8 genes que codifican varios eventos de resistencia a plagas y tolerancia a herbicidas.

• Los futuros productos apilados incluirán eventos de productividad agrícola como tolerancia a la sequía y eventos de especialización como el aceite con alto contenido de w-3 en la soja o de provitamina A en el arroz dorado.

• En la U.E. se superaron las 100.000 Ha de maíz transgénico

• En 2008 había 13.3 millones de agricultores beneficiados de los cultivos transgénicos (90% agricultores pobres radicados en países en desarrollo. India fue el que incrementó más su número)

• Los cultivos transgénicos han mejorado la renta y la calidad de vida de los pequeños agricultores pobres y de sus familias (India, China, Sudáfrica, Filipinas,..). Aumentaron sus cosechas, redujeron la aplicación de insecticidas (39%) y aumentaron su rentabilidad (250 $/Ha).

• Aumento del apoyo político a la Biotecnología en China, India, Brasil, G8; Comisión Europea, O.M.S. (alimentos más nutritivos, menor potencia alergénico,..)

CULTIVOS TRANSGÉNICOS Y DESARROLLO SOSTENIBLE

Los cultivos transgénicos contribuyen al desarrollo sostenible de varias formas:

a) Contribución a la seguridad alimentaria y a la producción de alimentos a precios más bajos.

b) Conservación de la biodiversidad.

c) Contribución a la lucha contra la pobreza y el hambre.

d) Reducción de la huella ecológica de la agricultura.

e) Contribución a la lucha contra el cambio climático y a la reducción de gases de efecto invernadero.

f) Contribución a la producción rentable de biocombustibles.

g) Contribución a la obtención de beneficios económicos sostenibles

A) CONTRIBUCIÓN A LA SEGURIDAD ALIMENTARIA Y A LA PRODUCCIÓN DE ALIMENTOS A PRECIOS MÁS BAJOS

• Los cultivos transgénicos aumentando la oferta, incrementando la productividad/Ha y reduciendo los costes de producción pueden ser muy importantes para la seguridad alimentaria y la producción de alimentos más baratos. De los 44.000 millones de $ de beneficios obtenidos entre 1996 y 2007, el 44% son generados por los incrementos de rendimiento y el 56% por la reducción de los costes de producción. El potencial para el futuro es enorme cuando se apliquen a cultivos esenciales como el arroz y el trigo o cultivos de subsistencia como la yuca.

B) CONSERVACIÓN DE LA BIODIVERSIDAD• La agrobiotecnología economiza suelo, previene la deforestación y protege la

biodiversidad de los bosques.

C) CONTIBUCIÓN A LA LUCHA CONTRA LA POBREZA Y EL HAMBRE

• El 50% de los pobres del mundo son pequeños agricultores y otro 20% son campesinos sin tierra. Aumentar la renta de los pequeños agricultores es una forma de contribuir directamente a aliviar las necesidades de una gran mayoría de los habitantes del planeta más pobres. Los datos del algodón transgénico en India, China y Sudáfrica y del maíz transgénico en Filipinas y Sudáfrica lo demuestran.

D) REDUCCIÓN DE LA HUELLA ECOLÓGICA DE LA AGRICULTURA

• La reducción del consumo de pesticidas, el ahorro de combustibles fósiles, la reducción de las emisiones de CO2 gracias a la reducción o desaparición de roturaciones, conservación del suelo y tolerancia de herbicidas.

• Por otro lado, aumentar la eficiencia del consumo de agua tendrá importantes repercusiones para la conservación y disponibilidad de este recurso en el mundo. La agricultura consume actualmente el 70% del agua dulce del mundo y esto es insostenible con el aumento de población (9200 millones de habitantes en 2050).

• Está previsto que un maíz transgénico con cierto grado de tolerancia a la sequía se comercialice durante 2012 en los estados más propensos a la sequía de USA. En Africa está previsto en 2017.

E) CONTRIBUCIÓN A LA LUCHA CONTRA EL CAMBIO CLIMÁTICO Y A LA REDUCCIÓN DE LAS EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO

• Esto se produciría de tres maneras:

1º.- Descenso de las emisiones de CO2 gracias a la reducción de consumo de combustibles fósiles debido al menor número de aplicaciones de insecticidas y herbicidas.

2º.- Empleo de métodos de labranza de conservación.

3º.- Desarrollo de variedades que se adaptan a los rápidos cambios de las condiciones climáticas.

G) CONTRIBUCIÓN A LA OBTENCIÓN DE BENEFICIOS ECONOMICOS SOSTENIBLES

• El crecimiento económico de los países agrícolas es imposible si no existe crecimiento en la agricultura.

• Los cultivos transgénicos ya han demostrado su capacidad para incrementar la productividad y la renta de forma significativa.

• Más de la mitad de los 6600 millones de habitantes del planeta residen en los 25 países que cultivan transgénicos en 2009

• El valor global del mercado de transgénicos en 2008 se cifra en 7500 millones de $. En 2009 ha sido de 8300 millones de $

COMIENZA EL DESARROLLO Y CRECIMIENTO DE LA SEGUNDA OLA PREVISTA DE BIOTECNOLOGÍA

• Los países en desarrollo reconocen la biotecnología como la clave para su autosuficiencia en cuanto a producción de alimentos y prosperidad.

• Ha habido 14 años de experiencia reguladora.• China emite certificados de bioseguridad para el arroz transgénico resistente a los

insectos y para el maíz con fitasa. Este maíz mejorará el crecimiento de 300 millones de cerdos y 13000 millones de pollos y aves de corral. Además disminuye el uso de pesticidas en 80% y la contaminación ambiental por fosfatos.

• El cultivo de transgénicos ha sido mayor en las naciones en desarrollo (13%) en 2009 comparado con solo el 3% en los países industrializados. El 46% de cultivos transgénicos se plantaron en países en desarrollo.

• En 2009 Brasil sobrepasó a Argentina como segundo productor de cultivos transgénicos.

• El área de algodón transgénico de Burkina Faso aumentó de 8500 Ha a 115000 Ha• Japón inició la comercialización de la rosa azul transgénica.• España plantó el 80% de todo el maíz transgénico de la U.E.• El arroz transgénico y el rasgo de tolerancia a la sequía son los impulsores para la

adquisición de cultivos transgénicos.• Puntos clave serán la plantación en USA y Canadá de sojaBT de mayor rendimiento, la

comercialización de algodón BT por Pakistán y la adquisición del arroz dorado en Filipinas, Bangladesh e india.

• Se espera también la aprobación de patatas con resistencia a plagas y enfermedades, caña de ázucar de mayor calidad y bananas resistentes a enfermedades.

PERSPECTIVAS PARA EL FUTURO• La futura adquisición de la agrobiotecnología en los países en desarrollo en el

período 2009-2015 dependerá de:

a) Instauración y gestión efectiva de sistemas de regulación adecuados, responsables y eficaces pero no onerosos para la mayoría de los países

en desarrollo.

b) Voluntad política de apoyar la adopción de los cultivos transgénicos que puedan contribuir a generar un suministro más seguro de alimentos, forraje

y fibras.

c) Oferta continua y ampliada de cultivos transgénicos. Los nuevos cultivos transgénicos ya proyectados son: arroz resistente a plagas y

enfermedades, patatas, caña de azúcar, bananas, berenjenas, tomates, brócoli, col, legumbres y cacahuetes.

SIN EMBARGO, LA FUNCIÓN MÁS IMPORTANTE DE LOS CULTIVOS TRANSGÉNICOS SERÁ SU CONTRIBUCIÓN A LOS HUMANITARIOS OBJETIVOS DE DESARROLLO DEL MILENIO DE GARANTIZAR UN SUMINISTRO SEGURO DE ALIMENTOS ASEQUIBLE Y REDUCIR LA POBREZA Y EL HAMBRE EN UN 50% HASTA 2015