circe centro de investigación regional centro méxico, d. f. febrero 27, 2008 importancia del...

CIRCECentro de Investigación Regional Centro

México, D. F.Febrero 27, 2008

IMPORTANCIA DEL DESARROLLO TECNOLÓGICO

EN MÉXICOMaría Alejandra Mora Avilés, Ph.D.


Temática• Cuál es la importancia de la biotecnología para la actividad

agrícola como un medio para generar mayores producciones y rentabilidad?

• Cuáles son sus posibles efectos sobre los recursos naturales actuales?

• Cuáles son los riesgos para las cadenas alimenticias, ecosistemas u otros asociados?

• Es importante la utilización de estos materiales?• Qué desarrollos biotecnológicos están en marcha en

INIFAP?• Qué productos o resultados están disponibles para los

productores?• A qué se debe el gran debate sobre el uso de OGM´S?• Cuál es la postura que debe asumir México?• Contamos con legislaciones y marcos regulatorios

adecuados?• Qué nos hace falta sobre el tema?


Temática• Cuál es la importancia de la biotecnología para la

actividad agrícola como un medio para generar mayores producciones y rentabilidad?








• Tiene tanta importancia como nos resuelva un problema

• Tiene tantos efectos o riesgos como tantos no evaluemos


• No ha ocurrido ningún evento que lamentar asociado a un producto biotecnológico (ambiente, cadena productiva, salud).

• El cambio climático, contaminación, disponibilidad de agua, …

• Emplear productos biotecnológicos para adaptarse al cambio.


• Genómica y proteómica, términos usados para la identificación y caracterización de grupos de genes, RNA y proteínas.

Proyecto del Genoma Humano

Enfermedades Cura


Tecnología Convencional

Nueva Tecnología

Riesgo/Beneficio

Riesgo/Beneficio


ALIMENTOS


Nutracéuticos• Origen vegetal• Substancias asociadas a la prevención y

tratamiento de enfermedades crónico degenerativas (cáncer, diabetes, coronarias, otros)

• Componentes llamados fitoquímicos (antioxidantes, taninos, fibra, etc.,)

• Frijol, maíz, chile, jitomate, chaya, garambullo, xoconoxtle, jamaica, etc. han atraído la atención.


Fitoquímicos

• la fibra, licopeno y el ácido gálico pueden prevenir el cáncer del seno, próstata y colon y problemas cardiovasculares


Caracterización de Compuestos Nutracéuticos

identificar materiales nutracéuticos de frijol, chile, chaya, garambullo, xoconoxtle, flor de granada, etc.

determinar la presencia de nuevos compuestos anticancerígenos

establecer la capacidad anti-cancerígena y de recuperación en diabetes

Interés de la Unión Europea

Líneas de investigación


CULTIVO DE TEJIDOS VEGETALES


como parte intermedia en procesos de mejoramiento de cultivos

Objetivos


los problemas que el laboratorio aborda a través del área de Transferencia de Genes son:

resistencia a plagas resistencia a enfermedades resistencia a sequía calidad nutrimental

Objetivos


Frijol regenerado a través de organogénesis con alta eficiencia

Interés de E.U.A (U. Michigan, Arizona SU), Canadá (PULSE), CIAT


evaluación de genes con potencial para incrementar la tolerancia a la sequía

líneas de investigación

Bouteloua gracilis

Navajita azul


diseño y establecimiento de sistemas de cultivo de tejidos y transformación genética

para gramíneas y leguminosas



la detección cuantitativa de transgenes por

métodos moleculares(PCR y PCR en tiempo

real)

bioensayos y análisis inmunológicos para

definir la inmigración de transgenes



FITOPATOLOGÍA MOLECULAR


INTERACCIÓN PLANTA-MICROORGANISMO • Resistencia Simbiosis • Diversidad genética

• Estructura de poblaciones• Mecanismos de variabilidad

SELECCIÓN DE GENOTIPOS DEL HOSPEDERO YDE CEPAS DE MICROORGANISMOS

•Mapeo de marcadores y genes de resistencia y de asociaciones benéficas

• Mapeo y marcadores de genes involucrados en:• Patogenicidad• Variabilidad, y en el reconocimiento y establecimiento de asociaciones benéficas

AISLAMIENTO, CARACTERIZACIÓN Y EXPRESIÓN DE GENES

Selección Asistida Identificación de

Variantes

Genotipos Cepas y Patotip

os

Estrategia


la producción de chile es afectada por Virus y Hongos

se han identificado importantes fuentes de resistencia contra virus (PHYVV, PepGMV y su mezcla)

la caracterización molecular de los genotipos resistentes

identificación de secuencias de ADN asociadas a la resistencia


la búsqueda de genotipos de chile con resistencia al complejo

de hongos causantes de pudriciones de raíz y del fruto, ha permitido identificar tres

líneas con altos niveles de resistencia


las bases genéticas de la virulencia del hongo han sido

poco estudiadas

actualmente contamos con cepas del hongo que permitirán

dirigir la búsqueda de genes involucrados en el desarrollo de

la enfermedad

el hongo Colletotrichum lindemuthianum es un importante patógeno del frijol al nivel mundial


MARCADORES MOLECULARES


digestión

hibridación

PCR

1 2 3

1 2 3

1 2 3

SSR

1 2 3

RAPD

AFLP

RFLP

1 2 3

ADN


conocer la diversidad genética de los patógenos permite realizar búsquedas

de fuentes de resistencia amplia y durable

Diversidad Genética

Fusarium sp

Rhizoctonia solani


Diversidad Genética Nacional de Fitopatógenos

Colletotrichum lindemuthianum Colletotrichum gloeosporioides Fusarium sp. Rhizoctonia solani Phytophthora capsici

CHIHUAHUA

DURANGO

JALISCO

ZACATECAS

MICHOACAN

TLAXCALA

HIDALGO

MÉXICO

PUEBLA

CHIAPAS

Sim

ilarid

ad

1.0

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4


Coeficiente de Similaridad

0.82 0.86 0.91 0.95 1.00

QRO1 QRO2 AGS18 AGS13 AGS10 QRO3 AGS7 YUC3 YUC4 AGS5 AGS11 AGS12 PUE1 D1* D2*

AGS16 AGS17 AGS6 AGS4 AGS9 AGS15 COL1 JAL1 COAH1 QRO5 AGS2 AGS1 AGS8 AGS14 QRO4 AGS3 YUC1 YUC2

A

B

QuerétaroAguascalientes

Yucatán

Coahuila

Jalisco

* Origen desconocido

Colima


SecuenciaciónATGACGATGACGATGACGATAGACAGTAGACGTAGACGATGACAGTAGACGATAGCAGATGACAGATGAACGATGAACGATAGACGATAGACGATGACAGTAGACAGTAGACAGGTAGATAGCAGATAGATA

GAG

aplicaciones


“Finger-Printing”Huella Genética

aplicaciones


se están generado las “Huellas Genéticas” de diversas variedades en diferentes especies

huellas genéticas de cuatro variedades de garbanzo generadas

por el INIFAP

Evor

a-98B

lanc

o Si

nProg

res

oJam

u-96

Evor

a-98B

lanc

o Si

nProg

res

oJam

u-96

aplicaciones


SELECCIÓNASISTIDA


permite al fitomejorador identificar a los individuos segregantes que presentan

un gen de interés en función del ligamiento entre el gen y los marcadores

que lo flanquean

Selección Asistida

aplicaciones


es factible reducir los tiempos necesarios para fijar una determinada característica en

una población

transferir los genes de interés a líneas élite

Selección Asistida

aplicaciones


MétodoTradicional

RC1 RC2 RC3 RC6

75.0 87.7 93.3 99.0

85.5 99.0MarcadoresMoleculares Tiempo

aplicaciones


E S

P1 P2

aplicaciones

Susceptible Resistente


E S S S S S

P1 P2 F2

Susceptible Resistente

aplicaciones


• Las secuencias de Arabidopsis y arroz obtenidas en el 2002 y posteriormente más de 40 especies de plantas sirven de base para entender el funcionamiento de los genes.

1. Nutrición,2. Eficiencia en manejo de agua,3. Adaptación a suelos con baja

fertilidad,4. Resistencia a plagas y

enfermedades,… Genómica Funcional

Perspectivas


• Los mejoradores están solicitando caracterización molecular de los eventos relevantes (actuales y potenciales) en sus materiales para el seguimiento y protección de éstos.


Característica Comentario

Ciclo de cultivo precoz e intermedio, de maduración uniforme

9015 días

Planta erecta y semi erecta Habito tipos I, II, y III

Resistencia a enfermedades

-FoliaresTizón común, tizón halo, antracnosis, mancha angular, mancha blanca y roya. Virus foliares

-Pudriciones de raízFusarium spp, Rhizoctonia spp, Pytium spp, Sclerotium sp, Macrophomina phaseolina

Proteína 22±2 %

Tiempo de cocción 80±15 min

Testa 10±1%

Hidratación (asociado a enlatado)Incrementar el volumen al menos el doble y la ruptura de grano 30%

Prolongar vida de anaquel de granoBayo INIFAP, Azufrado Higuera y Pinto Saltillo

Establecimiento vigoroso Universal

Tolerancia a altas temperaturas > 35 C

Eficiencia en el uso de agua Lámina 60 cm

Resistencia al desgrane (en tipo erecto al emplear maquinaria)

6%

Resistencia al quebrado de grano en trilla

6%

Reacción neutral a fotoperiodo para variedades de riego

Para temporal se prefieren sensibles

Con adaptación a suelos pobres < 20 ppm de P

Resistencia al manchado de grano 3%

Madurez uniforme de vainas y tallos Importante para la cosecha mecanizada

Grano uniforme en color y formaDepósito rápido del color, no esperar a que la vaina seque


Característica Comentario

Demanda en el mercado 3.6 millones de toneladas anuales

Maíz de grano blanco para la industria de la masa y la tortilla

Aumentar el rendimiento convencional

Rendimiento promedio de 20 t/ha en zona de riego y buen temporal

Incidencia de carbón de la espiga Menor al 3%

Incidencia de Fusarium Menor del 5%

Resistencia a sequía región de Hgo, Gto., SLP, Zac, Dgo, Coah

Para 2.5 millones de hectáreas e incrementar el rendimiento de 2.8 a 3.8 ton/ha

Calidad industrial blanco, elástico, alta eficiencia

Color del grano Luminosidad del 65 a 70%

Dureza como capacidad para absorber humedad en el proceso de nixtamalización

Índice de flotación menor al 40%.

Uniformidad del tamaño del grano 30 gr/ 100 granos

Rendimiento de tortillaDe 1.5 kg ± 0.2 por kg de maíz nixtamalizado)

Retención de pericarpio (contenido de fibra)

Mayor de 40%

Color de tortilla Luminosidad mayor del 80%)


• Caracterización de nuevos genes y marcadores moleculares asociados a ventajas comparativas en genotipos de importancia,

• Validar su presencia y función en genotipos con potencial,

• Integrar esta información en programas de mejoramiento.

Megaproyecto Maíz


Desarrollan arroz que vacuna contra el cólera en Japón

Los granos de arroz modificados incluyen entre 15 y 30 microgramos de proteínas de la bacteria del cólera, y se deben consumir en pequeñas dosis, como un medicamento, no como un alimento.Esta investigación pretende colocar a Japón a la cabeza del ranking mundial de la manipulación genética de plantas con fines médicos.

EFE El Universal

Viernes 22 de febrero de 2008.


Organismos Genéticamente Modificados

• Declaración de Río “La biotecnología tiene el potencial de proporcionar una vida más segura, pero debe ser usada de una manera segura”.

• Muchos cambios ocurren no debido a la tecnología sino al impacto y a la implementación de la misma.

• No es un tema de conocimiento científico sino de respeto social.


• México toma sus decisiones basado en la determinación de riesgo y el principio precautorio (Protocolo de Cartagena).

Caso x Caso (evaluación por evento y por especie)

Paso x Paso (disminuir progresivamente el nivel de confinamiento)


Riesgo = Daño x Exposición

• Hay riesgo cero?• Qué hacer cuando Riesgo

>0

Análisis de riesgo/beneficio?Modificar el OGM para reducir

el daño y/o exposición?Abandonar el proyecto?


Principales preocupaciones

• Flujo génico (Diversidad genética, flora asociada, polinizadores, híbridos, plantas voluntarias)

• Inocuidad (Alergias, toxicidad)• Mercado (Costo)• Regulación (Normatividad)


Qué postura debe asumir México?

• La que le venga bien de acuerdo a su entorno social, económico, medioambiental.

• Regulación que ha ido creciendo en experiencia.

• Evitar paralizarnos ante lo desconocido y fomentar investigación en temas concretos.


[email protected]

www.inifap.gob.mx

circe centro de investigación regional centro méxico, d. f. febrero 27, 2008 importancia del...

Documents