biotecnología, es hora de comprender más y temer menos
TRANSCRIPT
Biotecnología,Es hora de comprender
más y temer menos
ArgenBio
2021
Capítulo 4: Cultivos transgénicos
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
Video 1 Video 2
3
1. Biotecnología vegetal
4
4x106 2x106 1.2x106 105 104
VegetarianoOmnívoro Cazador
Fuego AgriculturaGanadería
Carroñero
5
Centros de origen de los cultivos
6
7
8
9
https://www.wur.nl/en/news-wur/Show/The-DNA-of-lettuce-unravelled-in-6000-years-from-weed-to-beloved-vegetable.htm
Nature Genetics (2021)
10
Brócoli
Colirrábano
Repollito de Bruselas
Coliflor
Repollo Col Berza
Collard Greens
Brassica oleraceae
selección
artificial
11
Maíz
12
A B
F1
Mejoramiento por
cruzamiento y selección
13
Lycopersicon esculentum Lycopersicon peruvianum
X
Nuevo cultivar de tomate
14
Instituto de mejoramiento por
radiación Ibaraki-ken, Japón
Radiación gamma
Mejoramiento por
mutagénesis
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
17
Manipulación genética “moderna”
(desde siglo XIX)
Leyes de la herencia
Mutagénesis
Transgénesis
Edición génica
Manipulación genética “antigua” – empírica
(desde los comienzos de la agricultura)
18
2. Transformación genética de plantas
1919
¿Qué es un cultivo transgénico?
Tiene uno o más genes de otro organismo que le otorgan una característica determinada
Organismo de origen
con característica deseada
Cultivo receptor
que se quiere mejorar
Cultivo transgénico (GM)
20
Mejoramiento por 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.
21
Cultivo in vitro de plantas
22
Transformación con
Agrobacterium tumefaciens
Agrobacteriumtumefaciens
Ingreso de la bacteria a las células vegetales
Agalla de la corona (tejido transgénico)
Plásmido Ti
ADN-T
23
Transformación por biobalística
24
ADN recombinante/nuevo gen
Introgresión
26
3. Regulación de cultivos transgénicos
27
• 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)
28
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
29
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)
30
4. Situación actual y desarrollos de cultivos transgénicos
Fuente: ISAAA, 2019
Cultivos transgénicos en 2019
17 millones de agricultores de 29 países sembraron cultivos GM en 190,4 millones de hectáreas
Cultivos transgénicos en el mundo
ISAAA, 2019
Cultivos transgénicos en el mundo
R. INSECTOST. HERBICIDAS
T HERBICIDAR INSECTOS
R. VIRUS
CALIDADT. SEQUIA
ISAAA, 2019
34
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
También se sembró alfalfa transgénica con menor contenido de lignina y TH en una superficie pequeña
36
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
37
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
38
Presente en plantas y microorganismos, ausente en animales y humanos
39
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
40
Color: categoría toxicológica
Precauciones Descripción Instrucciones de uso
Ejemplo de etiqueta
43
Algunos cultivos Bt en desarrollo
Papa Bt
Crisantemo Bt
Arroz Bt
Brócoli Bt
44
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
45
Poroto GM resistente al mosaico doradoEmbrapa - Brasil
Mosca blanca
Virus del mosaico dorado
46
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)
47
Soja y trigo con tolerancia a sequía
(Indear, Argentina)
Con aprobación regulatoria Con aprobación regulatoria
Desarrollos Argentinos
48
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
https://www.youtube.com/watch?v=SVv8G4GUGoA&feature=emb_title
49
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 polifenoloxidasa por RNA de interferencia - RNAi
51
Flores
Retardo de la senescenciaLas dos flores tienen ocho días de
post-cosecha
Control genético del número de
órganos florales en Petunia
Modificación del colorRosas y claveles azules
Modificación de la arquitectura
floral
52
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
53
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
54
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
55
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"
56
Berenjena Bt
India “celebra” la moratoria para la berenjena Bt
Desde 2014 en Bangladeshcultivan berenjena Bt
Año Superficie (ha) Productores
2014 12 120
2015 25 250
2016 700 2.500
2017 2.400 27.000
57
¡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)
58
Seguinos: https://www.facebook.com/ArgenBio/
¡Muchas gracias!
https://www.linkedin.com/company/argenbio/
https://twitter.com/argenbiooficial
www.argenbio.org www.porquebiotecnologia.com.arVisitanos: