biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

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BIODIVERSIDAD DE LOS RECURSOS FITOGENETICOS Y ROL DE LA BIOTECNOLOGIA MODERNA EN LA CONSERVACION, USO SUSTENTABLE Y COMPETITIVIDAD Curso: “Bioseguridad y Biotecnología Moderna” W. Roca UNALM, Dic. 2010

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Page 1: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

BIODIVERSIDAD DE LOS RECURSOS FITOGENETICOS Y ROL DE LA

BIOTECNOLOGIA MODERNA EN LA CONSERVACION, USO SUSTENTABLE Y

COMPETITIVIDAD

Curso: “Bioseguridad y Biotecnología Moderna”

W. Roca

UNALM, Dic. 2010

Page 2: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Centros de Origen Vavilov y Centros de Origen Vavilov y Diversidad de CultivosDiversidad de Cultivos

CENTRO 7: Maíz, Papa, Yuca, Algodón, Arroz; CENTRO 8: + 180 domesticados ; ej. Papa, Yuca, Maíz, Algodón,

Page 3: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

La inter-dependencia en RRGGs : factor para el La inter-dependencia en RRGGs : factor para el mejoramiento de los cultivos(*) mejoramiento de los cultivos(*)

Cultivo Cultivo Región de origenRegión de origen RegiónRegión FechaFechay diversidady diversidad receptorareceptora aprox.aprox.

PapaPapa Sur-AméricaSur-América Europa-Asia-Europa-Asia- 1,500´s-1,800´s1,500´s-1,800´sNorte América-AfricaNorte América-Africa

CamoteCamote AméricasAméricas Filipinas-IndonesiaFilipinas-Indonesia 1,500´s – 1,700´s1,500´s – 1,700´sEuropa-Africa-AsiaEuropa-Africa-Asia

TrigoTrigo EuropaEuropa AméricasAméricas 1,500´s1,500´s

ArrozArroz AsiaAsia AméricasAméricas 1,800´s1,800´s

MaízMaíz AméricasAméricas Europa-AfricaEuropa-Africa 1,500´s1,500´s

(*) (*) PerúPerú: La agroexportación peruana depende de introducciones históricas de cultivos: : La agroexportación peruana depende de introducciones históricas de cultivos: uvas, café, mangos, cítricos, plátano, espárragos, alcachofa, higos,uvas, café, mangos, cítricos, plátano, espárragos, alcachofa, higos,(*) Para generar la var. “Veery” de trigo de usaron 51 parentales de 23 paises.(*) Para generar la var. “Veery” de trigo de usaron 51 parentales de 23 paises.

Page 4: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna
Page 5: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Variacion Genetica : La diversidad de especies a nivel de los genes

Los organismos pueden compartir genes homólogos pero no son idénticos.

Alineamiento entre dhdps ( dihidro-picolinato –sintasa ) de papa y de la bacteria Thermococcus litoralis : identidad = 42.3%

( De M.Ghislain, 2005)

Page 6: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Recursos Genéticos y GenómicosRecursos Genéticos y Genómicospara la pre-mejora y mejora de los para la pre-mejora y mejora de los

cultivoscultivosRecursos Genéticos• Colecciones de germoplasma• Grupos de genotipos•Poblaciones•Stock de mutantes•(RILs, NILs)

Acceso a:• Rasgos• Biodiversidad

Recursos Genómicos•Marcadores Moleculares• Librerías genómicas y de cDNA•EST•Mapas genéticos y físicos•Perfiles de expresión de genes•Secuencias genómicas

Acceso a:• Estructura de poblaciones y acervos• Funciones génicas• Localización de genes• Regulación de genes• Ligamento de genotipos a fenotipos•MAS

Page 7: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

En el Perú hay larga tradición en el desarrollo de colecciones de germoplasma (*)

Fuente: Sevilla, R. INIA (2005)

10/4**

***

***

*****

*** 10/4

Norte Centro Sur Norte Centro Sur Alta Baja Total

Instituciones 7 6 2 3 3 6 8 7 42

Raíces y tubérculos 7 7 2 7 6 4 3 3 39

Cereales y granos 1 3 1 2 2 2 11

Frutas andinas y tropicales 1 2 1 2 5 1 6 18

Leguminosas de grano 1 2 1 2 2 2 10

Plantas medicinales 1 1 1 1 1 5

Pastos y forrajes 5 1 6

Cultivos industriales 1 2 7 5 15

Total 11 16 5 14 13 10 22 13 104

Costa Sierra Selva

(*) Incluye colecciones vivas en el campo, en invernaderos, tinglados y en cámaras

_

_

_

_ _ _

_ _ _

_ _ _

_

_

_

_ _ _

Page 8: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Plantas Medicinales: Comercialización de productos obtenidos de In-situ – vs – de

Colecciónes / Cultivos

In-situ Colección/Cultivo

Disponibilidad Disminuyendo AumentandoFluctuación de la oferta Inestable ControladaControl de calidad Baja AltaIdentificación botánica Imprecisa DefinidaManipulación agronómica No SíMejoramiento genético No SíManejo Post-cosecha Bajo Usualmente AltoAdulteración Posible Relativamente seguro

Page 9: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Evaluación de Colecciones de Germoplasma

• Racionalización de colecciones• Variabilidad genética máxima• Evaluación de la biodiversidad

Fenotipeo

Identificación de rasgos

De: metodologías estándares de evaluación de rasgos

• Campos• Invernadero

A: Fenotipeo de Alto Rendimiento

Fenotipeo

Identificación de rasgos

De: metodologías estándares de evaluación de rasgos

• Campos• Invernadero

A: Fenotipeo de Alto Rendimiento

Genotipeo

Desarrollo de marcadores

Descubrimiento de genes

SNPs

OMICAs

Genotipeo

Desarrollo de marcadores

Descubrimiento de genes

SNPs

OMICAs

Page 10: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Marcadores moleculares para medir la integridad Marcadores moleculares para medir la integridad genetica ( caso : papas silvestres)genetica ( caso : papas silvestres)

Collection & Collection & initial multiplicationinitial multiplication

Long-term storageLong-term storage20-25 years20-25 years

RegenerationRegenerationMultiplicationMultiplication

Evaluacion de la frecuencia alelica usando AFLPs

S. acauleS. acaule: : la mayoria de los alelos no cambiaronla mayoria de los alelos no cambiaronS. cajamarquenseS. cajamarquense: se observo cambios en frecuencia alelica : se observo cambios en frecuencia alelica

Conservacion de semilla : largo plazoConservacion de semilla : largo plazo

Page 11: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Origen y Domesticación de los Cultivos Origen y Domesticación de los Cultivos (caso Papa)(caso Papa)

Cuáles son los progenitores silvestres?Cuáles son los progenitores silvestres?

Cuántas veces ocurrio la domesticacion?Cuántas veces ocurrio la domesticacion?

Dónde ocurrio la domesticacion? Dónde ocurrio la domesticacion?

Page 12: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Clasificación y taxonomia ( ej. Caso papa)

3 grupos : - Silvestres (muy diversas)- Cultivadas nativas (Andes y en el Centro- Sur de Chile)- Cultivadas modernas

La ploidia - caracter taxonómico para la clasificación de las papas cultivadas

Tratado taxonómico más aceptado (Hawkes, 1990; Salaman, 1937)

S. ajanhuiri (2n=2x=24)

S. chaucha (2n=3x=36)

S. curtilobum (2n=5x=60)

S. juzepczukii (2n=3x=36)

S. phureja (2n=2X=24)

S. goniocalyx (2n=2X=24)

S. stenotomum (2n=2X=24)

S. tuberosum

ssp. tuberosum (2n=4X=48)

ssp. andigenum (2n=4X=48)

Page 13: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Comparacion de poblaciones de RRGGs, asociacion de patrones geográficos con la diversidad genética ,

busqueda de germoplasma nuevo en las poblaciones:

ej. Colaboracion :Parque de la Papa-CIP ( 2004-06)

15130

30.76Chahuaytire

058Paru paru

00.77112208

0.78246Repatriado (*)

114195

0.7693

Pampallacta

Alelos ExclusivosIndice Div. Gen.Riqueza AlélicaNo. cultivaresComunidades

(*) Colección enviada del Banco de Germoplasma para restaurar la diversidad del Parque(*) Colección enviada del Banco de Germoplasma para restaurar la diversidad del Parque

Page 14: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Valor Actual y Potencial estimado de los RR-Fito-GGs ensamblados en Bancos de Germoplasma (*)

Valor Actual o de Existencia (*)US$ x Entrada x Año

(1) Corto Plazo 1.50- 2.15 Arroz, Trigo 2.00- 3.00 Maíz, Maní20.00-30.00 Yuca, Papa

(2) Largo Plazo15.00 Arroz

50.00 Maíz 80.00-90.00 Yuca, Papa

Valor Potencial o de Opción (**) US$

Niveles de valor agregado:(1) Extractos crudos 300-500 x entrada(2) Tamizado químico o

biológico 800-900 x entrada(3) Librerías químicas

(molécula caracterizada) 1-2 Mill.x lib.Licencias:- Uso de lib. genética 80,000-150,000

- Uso de gen caracterizado 200,000

(*) Servicios que ofrece el Banco:(1) Conservación, Distribución,

Información(2) Regeneración, limpieza,

indexado

(**) Genes, Complejos de Genes, Bioquímicos, Productos bioactivos,

etc.

(*) Koo, Pardey, Wright, –IFPRI, 2005)

Page 15: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

(*)

Proporción de los beneficios esperados derivados del uso de tecnologías para Proporción de los beneficios esperados derivados del uso de tecnologías para enfrentar las principales limitaciones en el cultivo de la papaenfrentar las principales limitaciones en el cultivo de la papa

Page 16: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Contribución de la biotecnología moderna para utilizar la diversidad genética de los

cultivos• Mapeo genético• Mejoramiento asistido por marcadores• Descubrimiento de genes:

• Genes candidatos• Expresión diferencial• Clonación de genes

• Mejoramiento convencional , transgenico y genomico

• Mapeo genético• Mejoramiento asistido por marcadores• Descubrimiento de genes:

• Genes candidatos• Expresión diferencial• Clonación de genes

• Mejoramiento convencional , transgenico y genomico

Page 17: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Integrando material transgénico con germoplasma elite en el mejoramiento usando haploides doblados : Resistencia a Hoja

Blanca-Arroz

GMO(T0)

Ensayos deRendimiento

Ensayos Regionales

Ensayos Comerciales Liberación

Selección

Cultivo de Anteras

de Arroz

(Z. Lentini, 2005, CIAT)

Page 18: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Localización de genes candidatos en Localización de genes candidatos en poblaciones de mapeo que segregan poblaciones de mapeo que segregan

para resistencia a la rancha para resistencia a la rancha (*)(*)

• Phenylalanine ammonia lyase (PAL) and osmotin-like defense-response genes were characterized in the potato genome (PD59).

– >16 PAL genes

– 9 OSM on VIII• Osm from S. phureja

delayed symptoms(*) Castillo Ruiz et al., (2005). Mol Gen Genomics 274:168-179

11.2

16.6

8.3

6.3

10.5

STM1104

32/49.c

31/36.b

38/32.b

40/51.D

34/33.T

STM0024

STM1105

STM1057

CD29

TG45

OSM-8OSM-815.2

2.590.0

Page 19: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

EnfermedadesEnfermedades ## especies especies Genotipos y e Genotipos y especies quespecies que estudiadasestudiadas presentan resistencia presentan resistencia

VirusVirusPVYPVY 3131 8: sto(*), hou(*), acl(**), jlc(**)8: sto(*), hou(*), acl(**), jlc(**)PLRVPLRV 1010 8: chm(1), dol(1), jlc (1), mrn (1,2)8: chm(1), dol(1), jlc (1), mrn (1,2)APMVAPMV 4242 10: 10: acl, chm, col, scr, tnd, wtmacl, chm, col, scr, tnd, wtmPVSPVS 2424 11:11: acl,alb,cnd,mga,spl,scracl,alb,cnd,mga,spl,scrPVXPVX 6060 14:14: acl,aln,alb,acp,chc,chq,splacl,aln,alb,acp,chc,chq,splMarchitez bacterianaMarchitez bacteriana 113113 6: acl, adg, chc6: acl, adg, chc((Ralstonia solanacearumRalstonia solanacearum))

Tizón tardíoTizón tardío 120120 51: pur, acl, pcs, cjm, chq, blb51: pur, acl, pcs, cjm, chq, blb(Phytophtora infestans)(Phytophtora infestans)

77 24-12024-120 102 genotipos: 23 species102 genotipos: 23 species

Fuentes de genes de resistencia para estrés biótico Fuentes de genes de resistencia para estrés biótico identificadas en la biodiversidad de papas silvestres (1)identificadas en la biodiversidad de papas silvestres (1)

(*) mostró resistencia extrema(*) mostró resistencia extrema(**) mostró tolerancia(**) mostró tolerancia

(1) con resistencia al vector y a la infección viral(1) con resistencia al vector y a la infección viral(1,2) con resistencia al vector, a la infecci(1,2) con resistencia al vector, a la infección ón

y a la acumulación del virus y a la acumulación del virus(1) CIP, 1999-2005(1) CIP, 1999-2005

Page 20: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Ej. Genes clonados para el mejoramiento de la papa (*)Ej. Genes clonados para el mejoramiento de la papa (*)

GenesGenes Fuente Fuente Uso UsoRR S. demissumS. demissum Resistencia a “tizón tardío”Resistencia a “tizón tardío”RyRy S. stoloniferumS. stoloniferum Resistencia a PVYResistencia a PVYRpi-blblRpi-blbl S. bulbocastanumS. bulbocastanum Resistencia a “tizón tardío”Resistencia a “tizón tardío”GrolGrol S. spegazziniiS. spegazzinii Resistencia a nemátodoResistencia a nemátodoRxRx S. andigenaS. andigena Resistencia a PVXResistencia a PVXProteína ViralProteína Viral PLRVPLRV Resistencia a PLRVResistencia a PLRVAnti-sentidoAnti-sentido iRNAiRNA - Relación amilosa / amilopectina- Relación amilosa / amilopectina

(ADP-GPi) (GBSS)(ADP-GPi) (GBSS)- Carotenoides (zeaxanthina)- Carotenoides (zeaxanthina)

Defensina*Defensina* MacaMaca Resistencia a “tizón tardío”Resistencia a “tizón tardío”GLS*GLS* MashuaMashua Resistencia a “tizón tardío”Resistencia a “tizón tardío”

(*) Fuente: Solis et al, 2007; varios otros (*) Fuente: Solis et al, 2007; varios otros

Page 21: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

RESISTENCIA TRANSGENICA AL TIZON TARDIO (*)

• Transferencia del gen Rpi-blb1 de S.bulbocastanum (*) a vars. susceptibles

2648

3076 3756

6239

blb1a blb1b blb1c blb1i blb1dP1

Rpi-blb1 (7349 bp)

Regulatory regionExonIntron

blb1i2

Resistance to broad-range of isolates

A, B, C: 3 candidates genesB: RblbD: not transformedE: not transformed, not inoculated

(*) (*) Sang et al (2003)Sang et al (2003)

Page 22: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Cultivo

PapaTrigoAlfalfaSorgoMaízArrozSoyaPollo a la brasa

Page 23: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Por miles de años la biodiversidad ha desarrollado adaptaciones, expresando genes, en condiciones

ambientales extremas: Especies silvestres Solanum (*)SEQUIA HELADAS

S. augustii S.mochiquense

S. tarapatanum S.olmocense

S. sandemanii S.sucrense

S. gracilifrons S.blanco-galdosii

S. tacnaense S.neocardenasii

S. chancayense S.boliviense

S. medians

S. acaule

S. chomatophilum

S. bukasovii

S. albicans

S. huarochirense

S.commersonii

SALINIDAD INUNDACION

S. medians

S. tacnaense

S. brevidens

S. yungasense S.longiconium

S. burkartii S.woodsonii

S. humectophilum S.albornosii

S. urubambae

(*) Fuente: A. Salas, CIP (2006)

Page 24: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

PAPAS NATIVAS CULTIVADAS: FUENTE POTENCIAL DE TOLERANCIA A LA

SEQUIA(*)

Orden

Nombre Especie Procedencia

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Sullu (**)

Venancia

Renacimiento

Yana mataj

Muru markatina

Wayru

Yana putis

Rosita

Hayruro

Yana rucunag

Color uckuna

S. subsp. andigena

S. xchaucha

S. subsp. andigena

S. subsp. andigena

S. xchaucha

S. subsp. andigena

S. chaucha

S. subsp. andigena

S. subsp. andigena

S. xchaucha

S. Xchaucha

Cuzco

Pasco

Ancash

Junín

Huanta

Huamanga

Cuzco

Ancash

Cuzco

Junín

Cuzco(*) Cabello, R. et al, CIP (2007)(*) Cabello, R. et al, CIP (2007)(**) (**) Schafleitner, R, et al, CIP: Plant Physiol. & Biochem. 45: 673 – 690 (2007)Schafleitner, R, et al, CIP: Plant Physiol. & Biochem. 45: 673 – 690 (2007)

Page 25: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Expresión de genes inducidos por estrés hídrico en papas Expresión de genes inducidos por estrés hídrico en papas nativas (*)nativas (*)

Rasgos con mayor expresión : Rasgos con mayor expresión : • Ajuste osmóticoAjuste osmótico• Metabolismo de carbohidratosMetabolismo de carbohidratos• Modificación de membranasModificación de membranas• Reparación de la cutículaReparación de la cutícula• Mecanismos se rescate celularMecanismos se rescate celular

• Análisis usando microarreglos con genes de Arabidopsis y Solanaceas

Fenotipos:

Sullu: mayor retención de agua foliar

SA2563: mayor crecimiento radicular

(*) Schafleitner, R., et al, (CIP); Plant Physiol. & Biochem. 45: 673 – 690 (2007)(*) Schafleitner, R., et al, (CIP); Plant Physiol. & Biochem. 45: 673 – 690 (2007)

ARN de hojas de 2 cvs de papa ARN de hojas de 2 cvs de papa estresadasestresadas

““SulluSullu”” y SA2563 y SA2563

Microarreglos con 10,000 Microarreglos con 10,000 secuencias secuencias ( (TIGR)TIGR)

Selección de 1,713 genes expresados:Selección de 1,713 genes expresados:•186 con mayor expresion186 con mayor expresion•grupo especifico genes en c/cultivargrupo especifico genes en c/cultivar

No changeUp regulat.Down regul.

Expresión de genesExpresión de genes

(i)(i) Genes relacionados a rutas Genes relacionados a rutas metabólicasmetabólicas

(ii)(ii) Genes relacionados a rasgosGenes relacionados a rasgos

Page 26: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Arabidopsis

Potato /Tomato

Knowledge transfer from model plants to crops

Transferencia de conocimientos de especies modelo a cultivos

Page 27: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Leptostemonum clade

Brevantherum clade

Geminata clade

Cyphomandra clade

Wendlandii/Allophyllum clade

Dulcamaroid clade

Morelloid clade

Potato clade

African non-spiny clade

Normania clade

Archaesolanum clade

Regmandra clade

Thelopodium clade

Lycianthes

Capsicum

Jaltomata

Witheringia

Physalis

TAMARILLO

PEPPER

SMALL FRUITS

EGGPLANT, NARANJILLA

LEAFY VEGETABLES & FRUIT CROPS

POTATO, TOMATO, PEPINO

(Preparado por M. Bonierbale, basado en Bohs 2005)(Preparado por M. Bonierbale, basado en Bohs 2005)

Genómica comparativa: Genómica comparativa: amplía el rango de amplía el rango de

utilización de la variación utilización de la variación genética de la genética de la

agrobiodiversidadagrobiodiversidad

Fam. Solanaceae

Page 28: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Genes

Crop biodiversityCrop biodiversity

Marine biodiversityMarine biodiversityMicroorganism Microorganism diversitydiversity

Human healthHuman health

Industrial Industrial scale-upscale-up

Andean biodiversityAndean biodiversity

Pollinator diversityPollinator diversity

Human health

Productos de la biodiversidad Productos de la biodiversidad con mayor valor agregado con mayor valor agregado usando biotecnologíausando biotecnología

Page 29: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Cadena de Valor de la Biotecnología

Fuente: UBS Warburg (2004)

Page 30: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Tendencias en los mercados globales para productos de la Tendencias en los mercados globales para productos de la biodiversidad (Millones USD x abiodiversidad (Millones USD x año) ño) (CAF-CEPAL, 2005)(CAF-CEPAL, 2005)

Valor económicoValor económico

Crecimiento anual: (*) 6%; (**) 10-15%; (***) 10%; (****) 30-40%Crecimiento anual: (*) 6%; (**) 10-15%; (***) 10%; (****) 30-40%

Valo

r soc

ial

Valo

r soc

ial

Enzimas1,800(***)

Vacunasenf.

tropicales

AlimentosFuncionales

Nutracéuticos

20,000

Extractos1,000

Transgénicos6,900 (*)

Agricultura62,000

Pesticidas30,000

Cosméticos170,000

Cosmecéuticos22,000 (**)

Farmacéutico300,000

Biofarmaceútico41,000

BioinformáticaBioconductores

1,100 (****)

Page 31: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Ejemplos de Costos (US$) de tamizados, aislamientos y descubrimientos de moléculas y genes usando librerías químicas y genéticas de

RRGGs

1. “GSK” a “Extracta”: 3.2 Mill. por tamizar 30,000 muestras2. “Bochringer Manheim” a “Analytical Discovery”: 8.0 Mill. por

aislar 10,000 compuestos3. “IntraBiotycs” a “Diversa”: 20.0 Mill. por descubrir moléculas

anti-bacteriales y anti-fúngicas de su librería4. “Tsumura” a “Phytera”: 9.4 Mill. por tamizar y aislar moléculas

pequeñas de librería de Phytera para tratar artritis reumatoidea y alergias

5. “Eli Lily” a “Phytera”: 41 Mill. por descubrir agentes para diagnóstico, tratamiento y prevención de enfermedades infecciosas fúngicas (humanos y animales)

CAF-CEPAL, 2005

Page 32: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Duración y Costo de Programas de I&D en diferentes sectores industriales

Sector Industrial Desarrollo (años) Costo (Millones US$)

Farmacéutico 10-15+ 200-500

Medicinas botánicas < 2-5 0.15-7

Cosméticos <2-5 0.15-7

Enzimas industriales 2-5 2-20

Semilla comercial-cultivos 8-12 1-2.5

Horticultura ornamental 1-10+ 0.05-5

Protección de cultivos Biocontrol 2-5 1-5 Pesticidas químicos 8-12 40-80

Transgénicos 4-8 <5-20

.K.T.Kat & S.A.Laird ( Comm. CCEE ,2000)

Page 33: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Precios de Recursos Genéticos y sus Derivados (*)

Producto Comercial Precio x gr. o ml (US$)

Hormona de crecimiento humano 20,000Taxotere / Docetaxol 12,000Soy-Vincistrina 11,900Cocaína 150Vesícula seca de oso 7Hueso de Tigre 3Aleta de Tiburón 0.5500Café 0.0100Algodón 0.0015Uña de gato Crudo 0.0010 Gelatinizado 0.0120 Producto bioactivo 0.0800

Oro 90Petróleo 0.0010

(*) K.T. Kat & S.A. Laird (Comm. CCEE, 2000)

Page 34: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

$ 2.0

Seca

$ 0.4/kg

Fresca

$ 6.0

Harina

$ 8.3

Harina gelatinizada

$ 23.1

Capsulas

$ 39.0

Extractos

•Genes •Moléculas•Compuestos bioactivos• Variedades mejoradas• Cultivares seleccionados

Niveles de valor agregado a la Maca ( W.Roca, I. Manrique, C. Arbizu 2008)

CAMPO AGRICULTOR

PLANTA DE PROCESAMIENTOLABORATORIO I + D + i

Page 35: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Potencial de la Maca para la Nutrición y la SaludPotencial de la Maca para la Nutrición y la Salud

Principales componentes(*)

• Aminoácidos esenciales (lisina, arginina)• Acidos grasos insaturados (linoleico, oleico, laúrico, palmítico) •Alkaloides ( macaena, macamida)•Fitosteroles ( campest.,stigmast.,sitost.)•Flavonoides•Glucosinolatos (glucotropaeolina, sinalbina, benzil-gls,hidroxi-gls,metoxi-gls)Glucosinolatos GLS

IsotiocinatosTiocianatos

Nitrilos

Contenido de GLS (umol/g PS)

Maca(1) 3.8 – 69.5Col Bruselas(3) 34.9Brócoli(3) 16.7Rabanito(3) 7.0

Ramallo et. al. (2004) (2); Kyeoung-Jun,2005; Piacente, et al 2002; Marthe,et al 2002;Lock ,2001.

.

..

• Detoxifica carcinógenos

•Bloquea proliferación de células cancerosas

Page 36: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Biotecnologia : Conservación y Uso de los RRGGs

AgroBiodiversidad

ColeccionesEx-Situ

Morphological approach

Genetic approach

Chemical approach

Traditional BreedingMarker assited Breeding

Genetic EngineeringGenomic-based Improvement

Germoplasma seleccionado

Germoplasma Seleccionado

Germoplasma genéticamente

mejorado

MapasGenéticos

Librerías DNA

Librerías de

genes Genes

ExtractsChemical Libraries

Functional Bioactive

compoundMolecules

Page 37: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Prioridad en los criterios para la selección de oferta de muestras de RRGGs para I&D (Total: 20 compañías)

1.Diversidad biológica 172.Costo por muestra 133.Facilidad para obtención de permisos 124.Calidad de la muestra 105.Calidad de científicos nacionales 96.Derechos de PI disponible en país 97.Confiabilidad de la oferta 98.Otros 2

(*) K.T. Kat & S.A. Laird (Comm. CCEE, 2000)

Page 38: Biodiversidad de rrgg y biotecnologia moderna

Papel de la Biotecnología en la Competitividad del Sector Agropecuario

1. El Mejoramiento Genético de Precisión – responde a necesidades de mayor productividad y rentabilidad de actividades agropecuarias

2. Biotecnología: clave para enfrentar retos globales:- Aumentar la productividad- Reducir costos- Reducir la “huella ecológica”- Contribuir a enfrentar el cambio climático y emisión de gases de efecto invernadero- Conservación de la biodiversidad- Solucionar escasez mundial de alimentos- Retener la población en el ámbito rural

3. “Cuellos de botella”- Mejora del capital humano - Mejor acceso al mercado internacional- Fomento a la innovación - Infraestructura y logística: transporte, riego- Empresarización rural - Financiación

- Conocimiento = Valor agregado

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Desarrollo sustentable

Competitividad

• Salud / Nutrición• Medioambiente

• Agricultura• Industria

Refuerza la capacidadde negociación

Mobiliza la utilización

BiotecnologíaBiotecnología

BiodiversidadBiodiversidad

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