Biotecnología Y Agrobiodiversidad

BIOTECNOLOGÍA MODERNA, PLANTAS TRANSGÉNICAS Y AGROBIODIVERSIDAD: OPORTUNIDADES Y DESAFÍOS

RESUMEN

Evolución de la tecnología

El avance de la genética molecular y celular, y el poder de las tecnologías de información, ha creado una nueva plataforma, la biotecnología. Combinada con la genómica y la bioinformática, la biotecnología abre un camino para lograr ganancias de productividad asociados con el mayor y mejor uso de los recursos genéticos. Esto constituye una de las oportunidades más importantes para la inversión en biotecnología sobre todo por los países ricos en biodiversidad. Este avance de la ciencia ha sido exponencial en los últimos 30 años, teniendo a la producción de las primeras moléculas de ADN recombinante en 1973 como el punto que condujo a la generación de organismos genéticamente modificados mediante la ingeniería genética; y al mapeo genómico de numerosas especies que está cambiando casi totalmente el mejoramiento genético convencional.

Actualmente, la genómica y la bioinformática están generando catálogos completos de todos genes, su localización y función (1); se ha terminado la secuencia completa del genoma de Arabidopsis, y se ha anunciado el primer “catálogo” de la secuencia del genoma del arroz; mediante tecnologías de miniaturización y automatización se está masificando el estudio de todo el genoma y no sólo de unos pocos genes. Estos pasos permitirán localizar y determinar las funciones de los genes, y el análisis masivo de la expresión de genes. Esto podrá ser usado para modular y modificar las rutas metabólicas de la planta mediante ingenierías genéticas complejas, y obtener productos mejorados en el futuro.

La biotecnología y la agrobiodiversidad van de la mano, mientras que la biotecnología ofrece herramientas para entender, conservar y usar los recursos genéticos, estos son fuente de genes para el mejoramiento de los cultivos, dentro y entre especies.

La conservación de la agrobiodiversidad y el desarrollo agrícola adquieren codependencia ya que, mientras que sin una agricultura apropiada los ecosistemas pueden ser transformados drásticamente; sin la biodiversidad, la agricultura no puede prosperar. Por ejemplo, la biotecnología puede ayudar a ampliar la base genética de los cultivos, mediante la identificación y transferencia de genes y compleja de genes útiles de especies silvestres a variedades cultivadas; esto ha sido demostrado en tomate y arroz. También, la selección de genotipos con caracteres útiles puede ser más efectiva usando marcadores genéticos moleculares. La Tabla 1 presenta una lista de algunas tecnologías moleculares y celulares actualmente en uso para ayudar al manejo, conservación y mejoramiento de los cultivos.

Especies Genes Secuencias de DNA

Marcadores Secuenciación * Mapeo genético

Moleculares * Clonación de genes

* Trasformación genética

Variación de DNA Variación del DNA

[Entre Especies] [Dentro de Especies]

*Medición de la Diversidad Utilización a Nivel de Genes

*Evolución Biología de

*Taxonomía la Conservación Base Genética de Cultivos

Figura 1. Relaciones entre la biotecnología y la agrobiodiversidad para el entendimiento, la conservación y el uso de los recursos genéticos.

Cultivos Transgénicos

La modificación genética de las plantas contribuye a aumentar la eficiencia de la agricultura; por lo tanto, contribuye también a la conservación de la agrobiodiversidad. La modificación genética de los cultivos se inicia con los agricultores hace miles de años, siendo la domesticación a partir de los parientes silvestres la base de la agricultura moderna aquí, los procesos de selección, mutación y flujo de genes han contribuido a la evolución. Luego, la genética Mendeliana, que usa la hibridización y recombinación dirigida, y la búsqueda de individuos útiles como metodología de mejoramiento; actualmente, la transgénesis, mediante el uso de la ingeniería genética, no es sino un proceso adicional de mejoramiento de los materiales mejorados por nuestros antepasados.

Tabla 1.- Uso de tecnologías moleculares y celulares en el manejo y conservación y uso de los recursos fitogenéticos.

Áreas y objetivos Tecnologías

1. Caracterización y racionalización Marcadores moleculares (dactiloscopia genética)

de germoplasma

- Identidad genética - Microsatélites

- Colecciones nucleares - AFLPs

- Distancias genéticas - RAPD

- Selección de parentales - PCR

2. Generación de variabilidad Recombinación y transferencia de genes

- Cruzas inter.-específicas - Rescate de embriones

- Transformaciones complejas - Marcadores moleculares (QTLs):

- Transgénesis Microsatélites, RFLPs, ESTs

- Aislamiento, clonación y transformación genética

3. Selección de variación útil Identificación y fijación de genes y genotipos

- Marcación de genes - Doble haploides

- Mapas y marcadores moleculares - Cultivo de microsporas y óvulos

4. Multiplicación y distribución

- Identidad/pureza - Marcadores moleculares

- Clonación - Micropropagación

La ingeniería genética enriquece el vocabulario genético de las plantas, adicionando una o más “palabras”, al acervo del genotipo correspondiente a la especie y variedad. A comienzos de los 90’s la China fue el primer país que cultivó tabaco transgénico resistente a virus; en 1994, la compañía

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