Biotecnología y Bioseguridad: Elementos para la innovación del

sector agropecuario en ALC

Pedro J. Rocha S., Ph.D. Coordinador

Área de Biotecnología y Bioseguridad

Foro “La biotecnología y bioseguridad en el marco de los proyectos de ley que trata la Comisión especializada permanente de la soberanía alimentaria del sector agropecuario y pesquero”

Quito, 15 de noviembre de 2013 1

• Introducción

• Biotecnología – Posición oficial IICA

• Técnicas de la Biotecnología – Para elaboración de bioinsumos

– Secuenciación de ADN

– Marcadores moleculares

– Cultivo de tejidos

– Transgénesis

• Bioseguridad

• Consideraciones finales

Contenido

2

• Introducción

• Biotecnología – Posición oficial IICA

• Técnicas de la Biotecnología – Para elaboración de bioinsumos

– Secuenciación de ADN

– Marcadores moleculares

– Cultivo de tejidos

– Transgénesis

• Bioseguridad

• Consideraciones finales

Contenido

3

4

> 7.192´826.700 5:00 a.m., 15 de noviembre de 2013

Fuente: http://www.worldometers.info

http://www.wired.com/wiredscience/2012/10/how-intracellular-crowding-changes-everything/

La población humana se incrementa

Agricultura y Necesidades (Demandas)

Crecientes de la Humanidad

http://www.flickr.com/groups/caracasfree/discuss/72157603380822992/

http://www.storyspanish.com/?p=689

https://nccnews.expressions.syr.edu/?p=36010

http://www.sciencedaily.com/releases/2009/10/091001081223.htm

http://www.ahorroenenergia.com/consejos-para-ahorrar-gasolina-ii/

http://livingviajes.com/costa-rica-un-paraiso-de-sensaciones/

http://es.paperblog.com/secretos-para-la-eterna-juventud-530620/

http://es.paperblog.com/buscando-el-elixir-de-la-eterna-juventud-525816/

Menzel, P. Hungry planet (2007) Menzel, P. Hungry planet (2007) Siabatto, O. (2009)

http://es.123rf.com/photo_5132723_estatuas-de-los-hombres-desempleados-de-pie-en-una-l-nea-de-desempleo-durante-la-gran-depresi-n-en-e.html

http://www.tuverde.com

http://www.chinadaily.com.cn/olympics/2008-08/22/content_6962746.htm

5

Presión urbana por tierras productivas

Tomado de : http://climate.nasa.gov/state_of_flux#El_Chaco_930x504.jpg

Año Ha/persona

1950 0,52

2010 0,20

2050 0,15

Cambio Climático Global

http://www.elcolombiano.com

http://www.indaga.net/noticiascomunitat/images/incendios-forestales-comunitat.jpg

http://www. robertocarballo.com

Modelo de mapa de Sur América si todo el hielo del mundo se

derritiera

http://ngm.nationalgeographic.com/2013/09/rising-seas/if-ice-melted-map?utm_source=Facebook&utm_medium=Social&utm_content=link_fb2

0131104ngm-mapice&utm_campaign=Content

Ciencia, Tecnología, Innovación

Naturaleza Recursos tangibles

Necesidades

Recurso Intangible

(Conocimiento)

Investigación Básica

Ciencia

Conocimiento tradicional

Tecnología

Industrias y Mercados

Innovación

Desarrollo Impactos

Económico Social

Ambiental

Investigación Aplicada

Rocha, 2009

8

Campesino / Productor

Pro

du

cció

n

Po

líticas Pú

blicas

Finanzas

Preocupación del productor

Posiblemente para que el productor tome acción

Posiblemente para que el gobierno tome acción

Prácticas agrícolas y

mejoramiento

Fuente: Financiere Agricole du Quebec- Developpement international (2009)

Investigación y asesoramiento

agronómico

Bioseguridad

Conservación y uso de recursos genéticos

9

Campesino / Productor

Pro

du

cció

n

Po

líticas Pú

blicas

Finanzas

Preocupación del productor

Posiblemente para que el productor tome acción

Posiblemente para que el gobierno tome acción

Disponibilidad y habilidades

Acceso a mercados

Fluctuaciones/ Productos, Insumos

Normatividad

Programas de soporte

Conversaciones internacionales

Cabildeo

Ayuda reglamentaria

Concertación/ Comunicación

Condicionalidad de medidas ambientales

Apoyo a organizaciones de productores

Causas naturales Pérdidas relacionadas

Disponibilidad y costo del

capital

Flujo de caja

Activos

Independencia financiera

Cumplimiento de leyes y normas del

mercado

Calificaciones

Necesidades de capacitación

Promoción de servicios de consultoría

Manejo de recurso humano

Re-formación Profesional

Formación conducente a titulación

Aseguramiento general Ahorros

Sistema de Información Financiera

Uso razonable del crédito

Ingresos externos

Incentivos al ahorro

Seguro de cosecha

Prácticas agrícolas y

mejoramiento

Diversificación de producción

Almacenamiento

Producción por contrato

Cobertura

Herramientas administrativas

Comercialización

Seguro al ingreso

Infraestructura

Adaptado de: Financiere Agricole du Quebec- Developpement international (2009)

Programas de asistencia a catástrofes

Cubrimiento ex ante

Investigación y asesoramiento

agronómico

Soporte para empaque,

transporte y almacenamiento

Apoyo a la renta

Apoyo a las juntas de

comercialización

Incremento en la disponibilidad de

crédito

Vinculo Seguros/Finanzas

Capacitación e información en administración

Seguridad

Seguridad

Soberanía sobre recursos genéticos

Conservación y uso de recursos genéticos

10

Bioseguridad

Ciencia, Tecnología, Innovación & Institucionalidad

Naturaleza Recursos tangibles

Necesidades

Recurso Intangible

(Conocimiento)

Investigación Básica

Ciencia

Conocimiento tradicional

Tecnología

Industrias y Mercados

Innovación

Desarrollo Impactos

Económico Social

Ambiental

Investigación Aplicada

Rocha, 2009

Institucionalidad

11

Institucionalidad del Sector Agrícola en ALC

Mejorar el desempeño de la agricultura

Codex, PCB (COP), UPOV, TIRF, IPCC,

OMC, etc.

Instituciones

Políticas e Instrumentos

CAS, CAC, Fontagro, Foragro,

Redes

Internacional Regional Nacional

Ministerios, Programas Nacionales Sectoriales,

Universidades, INIA, Redes, Plataformas, Gremios,

Asociaciones

Sistema UN (FAO), GFAR, GCAR, CGIAR,

OIC, Embajadas (Agregados agrícolas)

Hemisférico

CIAO

12

- Convencional - Transgénica - Orgánica - Agroecológica - Indígena

IICA, CEPAL, OPS

> Sustentabilidad > Eficiencia

> Rentabilidad - Enfrentando CCG

- Uso de la biodiversidad - Seguridad alimentaria

Aspecto Revolución Verde Bioeconomía

Nueva Revolución Agrícola Concepto central Investigación Innovación

Objetivo principal de la investigación / innovación

Aumento de rendimientos y resistencia a plagas y enfermedades

Aumento de rendimientos, mejoramiento de la calidad de los productos y mejor uso de los recursos naturales

Institucionalidad Sistemas Nacionales de Investigación Agrícola

Sistemas Nacionales de Innovación Agroalimentario Reguladores

Enfoque Centrado en la oferta y en la producción primaria

Centrado en la demanda de las empresas y en innovaciones a lo largo de toda la cadena

Actores principales de la investigación / innovación

Instituciones públicas Empresas privadas

Bienes de la investigación/ innovación

Bienes públicos Crecientemente bienes privados y bienes club

Propiedad intelectual Sin importancia Cada vez más central

Tecnología principal Mejoramiento genético convencional

Biotecnología, TICs y nanotecnología

Basado en: Arturo Barrera (2011)

CTI&I: Hacia una Nueva Revolución Agrícola

13

Aspecto Revolución Verde Bioeconomía

Nueva Revolución Agrícola Tipo de conocimiento relevante

Explícito Explícito y tácito. Creciente relevancia de la gestión del conocimiento

Características de la modernización agrícola

Intensificación de la racionalidad costo – beneficio y del uso de insumos químicos

Diversas trayectorias y modelos. Mejora continua y buenas prácticas agrícolas

Tipo de insumos Crecientemente químicos Crecientemente biológicos. Importancia de la biodiversidad

Medición de desempeño Producción / hectárea Múltiple: Producción / unidad de agua; componente activo/ hectárea; huella de carbono e hídrica

Recurso fundamental Suelo Agua

Tipo de extensión Por oferta: Experto entrega información

Por demanda: Experto y productor construyen las soluciones

Relacionamiento internacional

Potencias definían “rutas comunes” de desarrollo agroproductivo (matriz, importaciones, mercados, etc.)

Cada país define su modelo agroproductivo (matriz, substitución de importaciones, etc.)

Basado en: Arturo Barrera (2011)

CTI&I: Hacia una Nueva Revolución Agrícola

14

• Introducción

• Biotecnología – Posición oficial IICA

• Técnicas de la Biotecnología – Para elaboración de bioinsumos

– Secuenciación de ADN

– Marcadores moleculares

– Cultivo de tejidos

– Transgénesis

• Bioseguridad

• Consideraciones finales

Contenido

15

Biotecnología

“Toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos” (CDB, 1992).

16

Estos son procesos biotecnológicos…

Uso de hongos y bacterias en la producción de quesos

Mejoramiento genético de especies vegetales por medio de selección y cruzamiento (agricultura)

Uso de levaduras en la producción de pan

Uso de predadores naturales en el control de plagas

Uso de plantas con propiedades medicinales

Uso de abejas para recolectar miel (apicultura)

17

Uso de microorganismos para degradar materia orgánica

(compost)

Uso de bacterias para fermentación láctica (yogurt)

Uso de levaduras para fermentación alcohólica (cerveza o vino)

….y estos también!

Tecnologías de ADN Nanobiotecnología

Bioreactores (Uso de celulas individuales a modo de “fábricas”

de compuestos)

18

Cultivo de tejidos vegetales en investigación o producción masiva

de plantas

Cultivo de tejidos animales en aplicación médica e investigación

Reproducción asistida

Producción de vacunas y otros tipos de medicamentos

Cultivos de piel

19

• Introducción

• Biotecnología – Posición oficial IICA

• Técnicas de la Biotecnología – Para elaboración de bioinsumos

– Secuenciación de ADN

– Marcadores moleculares

– Cultivo de tejidos

– Transgénesis

• Bioseguridad

• Consideraciones finales

Contenido

20

Otras disciplinas:

Biotecnología: mucho más que transgénesis

IICA no está a favor o en contra de una tecnología particular

Bioseguridad: Expresión de la soberanía de los países frente a la biotecnología (transgénica)

Biotecnología: complemento y fundamento de las diversas formas de agricultura

Cultivo in vitro

Hibridación

Fermentación

“Ómicas”: Genómica, Proteómica, Metabolómica

Marcadores moleculares

Radio-actividad

Transgénesis

Bio-reactor

Bio-informática

Conocimiento científicamente validado y tecnologías disponibles

Ciencias biológicas: Biología celular

y molecular

Ingenierías Derecho Economía

Genética Bioquímica Fisiología vegetal

Microbiología

Estadística Informática

Sistemas productivos sostenibles (social, económico, ambiental)

Agricultor decide Políticas Implementadas Decisión política

Comunicación

Aceptación No

Aceptación

Tecnologías limpias

Tecnología transgénica

Tecnología nuclear

Tecnologías convencionales

Base científica y técnica

Innovación tecnológica

Postulados IICA

Resultados

Propósito

Modificado de: Rocha, 2011. ComunIICA 8(Enero-Julio):23-31

convencional orgánica

limpia

Basada en conocimiento tradicional

transgénica

Ecología

21

Apoyo a la institucionalidad: Políticas e Instituciones

Construcción de capacidades

Actividades Comunicación de la

biotecnología

Cultivo in vitro

Clonación / Micro-

propagación

Crioconservación

Generación de haploides

Inducción de variación somaclonal

Radioisótopos y Radiación

Inducción de mutaciones

Marcadores Moleculares

Hibridación -Fitomejoramiento-

Bioreactores

Regeneración

Transgénesis

Fermentación

Limpieza biológica

Tipo I: isoenzimas, RFLP, Tipo II: Basados en PCR (RAPD,

AFLP, SSR)

Tipo III. Basados en secuenciación (SNP, SSCP)

“Ómicas” Genómica

Proteómica

Transcriptómica

Metabolómica

Control biológico

Biofertilización (compost)

Biocombustibles

Bioinformática

Biocontrol (productos naturales)

Técnica de insecto Estéril

Biotecnología agrícola

Rocha, 2011. ComunIICA 8(Enero-Julio):23-31 22

23

Cultivo in vitro

Reproducción asistida

Mejoramiento genético

Marcadores Moleculares

Transgénesis

“Ómicas”

Bioinformática

Clonación

Fertilización in vitro

Tipo I: isoenzimas, RFLP, Tipo II: Basados en PCR (RAPD,

AFLP, SSR)

Tipo III. Basados en secuenciación (SNP, SSCP)

Genómica

Proteómica

Transcriptómica

Diagnóstico de enfermedades

Inmunodiagnóstico

Vacunas

Metabolómica

Inseminación artificial

Transferencia de embriones

Biotecnología animal

Otras disciplinas:

Biotecnología: mucho más que transgénesis

IICA no está a favor o en contra de una tecnología particular

Bioseguridad: Expresión de la soberanía de los países frente a la biotecnología (transgénica)

Biotecnología: complemento y fundamento de las diversas formas de agricultura

Cultivo in vitro

Hibridación

Fermentación

“Ómicas”: Genómica, Proteómica, Metabolómica

Marcadores moleculares

Radio-actividad

Transgénesis

Bio-reactor

Bio-informática

Conocimiento científicamente validado y tecnologías disponibles

Ciencias biológicas: Biología celular

y molecular

Ingenierías Derecho Economía

Genética Bioquímica Fisiología vegetal

Microbiología

Estadística Informática

Sistemas productivos sostenibles (social, económico, ambiental)

Agricultor decide Políticas Implementadas Decisión política

Comunicación

Aceptación No

Aceptación

Tecnologías limpias

Tecnología transgénica

Tecnología nuclear

Tecnologías convencionales

Base científica y técnica

Innovación tecnológica

Postulados IICA

Resultados

Propósito

Modificado de: Rocha, 2011. ComunIICA 8(Enero-Julio):23-31

convencional orgánica

limpia

Basada en conocimiento tradicional

transgénica

Ecología

24

Apoyo a la institucionalidad: Políticas e Instituciones

Construcción de capacidades

Actividades Comunicación de la

biotecnología

• Introducción

• Biotecnología – Posición oficial IICA

• Técnicas de la Biotecnología – Para elaboración de bioinsumos

– Secuenciación de ADN

– Marcadores moleculares

– Cultivo de tejidos

– Transgénesis

• Bioseguridad

• Consideraciones finales

Contenido

25

Bioinsumos Agrícolas

26

Componentes o productos biológicos

que pueden ser empleados con

distintos propósitos en las actividades

agrícolas

Insumos Naturales para la Agricultura

27

Nat

ura

l

Bio

lóg

ico

(B

io)

Botánico (Fito) Bio (fito-, fico-, mico-) remediación

Bio-fertilizantes y abonos orgánicos – bioles, FBN, SBP, SBK,

Compostaje, Vermicultura, Bio-Estimulantes, Fito-reguladores, Bio-

herbicida, Control biológico: Feromonas,

Bio-insecticidas, Bio-repelentes, Bio-insecticidas, Bio-fungicidas,

Bio-nematicidas, Bio-bactericidas

Bio-viricidas

Micro-biológico (Fico, Mico)

Animal

Mineral

Fertilizantes

(macro y micronutrientes ) Enmiendas

Aplicación de macro y micronutrientes (minerales)

Tomado de: Rocha (2013)

Mez

clas

Mez

clas

Bio-insumos Bio-productos

Desarrollo de mercado de bioinsumos agrícolas en ALC

Recurso biológico

Escalamiento

Producto intermedio

Registro de producto

Certificación de procesos

Institucionalidad

Aplicación agrícola

Sí

Otras aplicaciones

No

C

om

erc

ializ

ació

n

Pro

toco

los,

Est

ánd

ares

, No

rmas

, Pru

ebas

, C

alid

ad (

Traz

abili

dad

, In

ocu

idad

, Efi

caci

a,

Esta

bili

dad

, Bio

segu

rid

ad)

Políticas de Fomento

Mercados BIO-Productos

Autorización para acceso

Convencionales

Orgánicos

Transgénicos

Locales, Nacionales,

Internacionales

De

sarr

ollo

B

iote

cno

lógi

co

(In

vest

igac

ión

, val

idac

ión

)

Extracción

Conservación

Desaparición

Evaluación

28

• Introducción

• Biotecnología – Posición oficial IICA

• Técnicas de la Biotecnología – Para elaboración de bioinsumos

– Secuenciación de ADN

– Marcadores moleculares

– Cultivo de tejidos

– Transgénesis

• Bioseguridad

• Consideraciones finales

Contenido

29

Secuenciación de ADN

100- 250 pb (15 días)

5.000- 10.000 pb (2 días)

(5.000.000- 10.000.000 pb)x4 (2 horas)

http://www.nanoporetech.com/technology/minion-a-miniaturised-sensing-instrument

30 http://radbox.me/watch/video/452779

Biotecnología y Ética: Secuenciación de Genomas

31 Fuente: http://www.genome.gov/sequencingcosts/

Obsolescencia técnica Disponibilidad de datos

> 27 500 genomas secuenciados

Otras ‘ómicas’

32

Bioinformática

33

www.wadsworth.org

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcS5G6iywuoSMQNukx21Emw-B-iDgNbEUGUio5ABc_2owvUZi9MQ

• Introducción

• Biotecnología – Posición oficial IICA

• Técnicas de la Biotecnología – Para elaboración de bioinsumos

– Secuenciación de ADN

– Marcadores moleculares

– Cultivo de tejidos

– Transgénesis

• Bioseguridad

• Consideraciones finales

Contenido

34

• Usos de MM: – Empleados en todas las especies vegetales que

sustentan la alimentación humana. – Empleados en mejoramiento genético: Selección

asistida y mapeo de genes • Mecanismo de acción de gen DIO3 (aumenta tamaño de la

camada de lechones y fertilidad de la cerda) Coster et al. (2012) The Imprinted Gene DIO3 Is a Candidate Gene for Litter Size in Pigs. PLoS ONE 7(2): e31825.

– Caracterización de biodiversidad • 21% de las 8.000 razas ganaderas están en peligro de

extinción. • Plan de acción mundial de recursos zoogenéticos (FAO).

– Determinación de relaciones de parentesco – Diagnóstico de enfermedades • “El valor añadido estará en el diagnóstico y no en el

fármaco” Steven Burril (BIOCAT, 2001). – Virus de Schmallemberg (caracterizado en Nov. 2011, Alemania) – MM para el Síndrome Reproductivo y Respiratorio Porcino (PRRS).

– MM y cambio climático • Identificación de mm asociados con mejor digestión de

pastos en rumiantes.

• Estadística

Avances en Marcadores Moleculares

35

Rocha et al., 2007 Rev. UDCA 19(2):51-63

• Introducción

• Biotecnología – Posición oficial IICA

• Técnicas de la Biotecnología – Para elaboración de bioinsumos

– Secuenciación de ADN

– Marcadores moleculares

– Cultivo de tejidos

– Transgénesis

• Bioseguridad

• Consideraciones finales

Contenido

36

• Se han consolidado las técnicas tradicionales. – Limpieza/desinfección de tejidos

– Embriogénesis somática

– Micropropagación clonal/Regeneración

– Cultivo de anteras

– Criopreservación

– Rescate de embriones

• Herramienta fundamental de investigación agrícola básica y aplicada. – Pre-transgénesis

– Pre-reactores

• Todas las especies que sustentan la alimentación de la humanidad han sido objeto de cultivo in vitro.

• Aportes importantes en conservación de diversidad.

Cultivo in vitro de Células y Tejidos Vegetales

37

El ser vivo multicelular y viable más antiguo reportado – Planta completa de Silene stenophylla Ledeb. (Caryophyllaceae) regenerada de tejido placental

(maternal) de frutos inmaduros.

• Frutos provenientes de permafrost (38m)

• Datación C14: 31.800 ± 300 años (Pleistoceno tardío).

Cultivo in vitro de Células y Tejidos Vegetales

Fuente: Yashina, S. et al. 2012. Regeneration of whole fertile plants from 30,000-y-old fruit tissue buried in Siberian permafrost. PNAS 10.1073/pnas.1118386109

38

• Fundamento de las técnicas de reproducción asistida

– Inseminación artificial

– Fecundación in vitro

– Clonación

• Permite un uso más amplio del potencial genético del animal

– Sirve a un número mayor de hembras reproductoras. • En monta natural, un macho bovino puede preñar hasta 80 hembras/año

• Con inseminación artificial es teóricamente posible obtener hasta 14.600 crías anuales.

Ventajas • Aprovechamiento del macho, aún después de muerto.

• Se obtienen grandes cantidades de descendientes de un mismo macho .

• Evita transmisión de enfermedades.

• Aumenta la fertilidad.

• Uso de sementales que están en malas condiciones físicas.

• No importa el peso de los dos géneros.

• Aprovechamiento del período de celo (velocidad de cubrimiento).

• Control absoluto del hato (registro. manejo, evaluación).

• Apareamiento correctivos

• Reducción de costos de preñez.

Cultivo de Células Animales

39

Reproducción Asistida: Clonación

40

Fuentes: http://www.guardian.co.uk/gall/0,8542,627251,00.html http://grtu.net/data/index.php?option=com_content&task=view&id=644&Itemid=1 http://www.nortecastilla.es/multimedia/fotos/ultimos/56651-presentacion-toro-clonado-provincia-palencia-0.html http://indiansciencejournal.wordpress.com

Animal Nombre Año

Búfalos 2005/09-India

Caballo Prometea 2003

Cabras 2001/6/12, Irán

Camello Injaz 2009

Cabra Ibex 2009

Carpa 1963

Cerdos 2000/1, USA

Conejo 2003, Francia

Gatos CC, Little Nicky

2001/4, USA

Lobo Corea del Sur

Monos Tetra/ANDi 2000/7, USA

Mosca de fruta 2004

Animal Nombre Año

Mula 2003, USA

Ovejas Dolly 1996/7 (UK), 2005/7 (Irán, Turquía)

Perros Snuppy 2005, Corea del Sur

Rata Ralph 2003

Ratón Masha 1986 (URSS), 1997 (USA)

Terneros 2002 (Argentina), 2009 (Irán)

Toro Brahman Second Chance 1999, USA

Todo de lidia Got 2010, España

Vaca Holstein Amy 1999, USA

Vaca Jersey 2001, USA

Venado Dewey 1998, USA

No-Clonación

41

En junio de 2012, luego de varias decenas de animales clonados, el “solitario George” murió y desapareció la especie Chelonoidis abingdoni.

Paradoja: La tecnología de clonación animal está disponible desde hace más de 10 años

• Introducción

• Biotecnología – Posición oficial IICA

• Técnicas de la Biotecnología – Para elaboración de bioinsumos

– Secuenciación de ADN

– Marcadores moleculares

– Cultivo de tejidos

– Transgénesis

• Bioseguridad

• Consideraciones finales

Contenido

42

Hecho 1: Todos los seres vivos contenemos genes

43 Tomado de Museo Smithsonian (Washington)

Hecho 2: Es posible aislar y manipular genes

chamanismognostico.webs.com

Tomado de : http://biology.clc.uc.edu

44

Vida = genes

• Todos los seres vivos contenemos genes.

• Procedimiento que permite la incorporación de genes de una especie a otra, es decir, es una manera de hacer modificación genética de cualquier especie biológica sin necesidad de reproducción sexual.

– Ocurre de manera natural pero limitada (e.g. Agrobacterium en plantas)

– La ciencia ha conocido, estudiado, entendido y utilizado el fenómeno biológico y se han ampliado las posibilidades de manipulación de la bioquímica que sustenta a la vida.

• Transgénesis = Ingeniería Genética, Biología Molecular o Tecnología del ADN Recombinante, Biotecnología Moderna (?), Modificación Genética Directa, Transformación Genética.

• Productos de la transgénesis = Organismos Vivos Modificados (OVM), Organismos Genéticamente Modificados (OGM) u Organismos Transgénicos (plantas, animales, microorganismos, humanos)

– No es exclusivo del sector agrícola

• Introdujo el tema y las acciones de BIOSEGURIDAD.

Transgénesis

Planta Animal

Bacteria Virus

45

Plantas GM

• Son plantas modificadas a nivel de

su ADN mediante la inserción de un

ADN foráneo.

• Son plantas que se diferencian de

su equivalente no transgénico

solamente en la expresión del gen

insertado.

• Son una alternativa para lograr lo

que de manera natural jamás se

hubiera logrado (v.g. arroz dorado).

¿Qué son?

46

http://www.perubiotec.org

www.ekalavvya.com www.livemint.com

www.ecoportal.net

www.goldenrice.org

¿Qué es una planta GM?

GM Convencional

Resistencia a herbicida (RH)

Resistencia a Insectos (RI)

RH/RI

Degrada herbicida No produce herbicida

Produce bioinsectida

Degrada herbicida y Produce bioinsectida

47

Plantas GM

• Son plantas modificadas a nivel de

su ADN mediante la inserción de un

ADN foráneo.

• Son plantas que se diferencian de su

equivalente no transgénico

solamente en la expresión del gen

insertado.

• Son una alternativa para lograr lo

que de manera natural jamás se

hubiera logrado (v.g. arroz dorado).

¿Qué son? ¿Qué NO son?

• A nivel biológico, no son “plantas

imperfectas”.

• A nivel económico, no son “plantas

perfectas”.

– Una planta GM-HR es tolerante a un

herbicida, pero esa única modificación no

le confiere resistencia a insectos, ni a virus,

ni la hace tolerante a sequía, frío, salinidad

del suelo, etc.

• No son plantas peligrosas.

– No generan cáncer ni enfermedades.

– No están acabando con el ambiente.

48 NO h

om

e.in

teko

m.c

om

Para plantas Resistentes a Herbicidas (RH)

• Facilita las labores del cultivo (observaciones, aspersiones).

• Evita la utilización de herbicidas con toxicidad alta.

• Disminuye costos de insumos

– De 42 USD/l (1983) a 2,5 USD/l (2012)-Glifosato

• Reduce costos de producción.

• Disminuye liberación de gases de efecto invernadero.

Para plantas Tolerantes a Insectos

• Evita la utilización de diversos insecticidas (de seis aplicaciones se pasa

a una).

• Evita intoxicaciones por mal manejo de operarios.

• Protege la biodiversidad benéfica.

• Desarrolla la matriz productiva – Cambios considerables, fomenta empresas de bioinsumos, sustituye

importaciones (vg. Argentina)

• Contribuye al aumento de la competitividad.

Ventajas del uso de cultivos de plantas GM

49

Ruta de desarrollo de soja GM

50

Transgénicos

51

www.medicinajoven.com

www.taringa.net

Transgénicos, Percepción errónea

52

poster.4teachers.org

www.ecotumismo.org

www.ecotumismo.org

alumnossecundariaqm.blogspot.com

www.gastronomiaycia.com www.taringa.net comunidadecologicapenalolen.bligoo.com

transgenicounaamenaza.blogspot.com

www.taringa.net

Mensajes irresponsables: Terror

53

www.lagarbancitaecologica.org

musulmanesdecostarica.blogspot.com

identidadandaluza.wordpress.com www.redes.org.uy

www.elciudadano.cl

Maíz GM, egos, cáncer y ratas

54

Foto: Nature (11 Oct. 2012). Vol 490:158

Maíz GM, ego, cáncer y ratas

55

2004 2003 2006

Fuente: Amazon.com

Foto: Nature (11 Oct. 2012). Vol 490:158

Después de más de 30 años de investigación sobre cultivos GM, no existe evidencia

científica alguna que demuestre que los cultivos GM comercializados en el mundo en la

actualidad estén generando problemas de salud humana, animal o sobre el ambiente.

Los cultivos GM son SEGUROS

Seguridad de los cultivos GM

56

Cultivos GM en 2012

57

Tomado de: James, C. 2012. Executive summary. Global status of commercialized biotech/GM crops:2012. Brief 44.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Soya Maíz Algodón Canola

Áre

a (M

ha)

81 55

24 8

19

104

6 23

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Soya Maíz Algodón Canola

GM ConvencionalÁ

rea

(M h

a)

• Costo estimado de descubrimiento, desarrollo y autorización de un nuevo evento: 136 M USD y 13,1 años. (McDougall, 2011) -– Y el de un agroquímico 256 M USD y 9,8 años (McDougall, 2010) -

• Costo reportado para evento en Brasil: 3,5 M USD y 10 años. (Fuente: Francisco Aragao, Embrapa).

Transgénesis: Costosa al inicio, barata en la actualidad

160

13,2

0,136 0,0035 0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Mill

ard

os

USD

Basado en: - James, C. 2011. Executive summary. Global status of commercialized biotech/GM crops:2011. Brief 43. - McDougall, P. 2011. The cost and times involved in the discovery, development and authorisation of a new plant biotechnology derived trait. A consultancy study for Crop Life International.

136

3,5

0

20

40

60

80

100

120

140

GM-Priv GM-BRA

Mill

on

es

USD

58

Avances en Transgénesis: Banano GM resistente a Zigatoka negra

59 Tomado de: Kova´cs G; et al. 2013. Expression of a rice chitinase gene in transgenic banana (¨Gross Michel¨, AAA genome group) confers resistance to black streak disease. Transgenic Res 22:117–130.

Bioensayo de discos de hojas con Mycosphaerella fijiensis en plantas de 9 meses de edad, transformadas con uno de dos genes de quitinasa de arroz.

• Elelyso es una forma recombinante de glucocerebrósidasa humana (taliglucerasa alfa).

• Se produce en una plataforma tecnológica llamada ProCellEx que hace posible que cultivos de las células vegetales (de zanahoria) produzcan proteínas recombinantes complejas similares a las producidas por las células humanas.

• Elelyso es inyectable y reemplaza a la enzima humana para tratamiento de la enfermedad de Gaucher. – Se previene acumulación de lípidos en órganos y tejidos y el daño de hígado y

páncreas.

• Protalix BioTherapeutics-ProCellEx

Avances en Molecular farming

60

Fuente: Langgut, D. & Litt, T. 2013. Tel Aviv: Journal of the Institute of Archaeology of Tel Aviv University.

Tolerancia a sequía: Urgente

Transgénesis en Animales

Se usa para:

• Obtener modelos de estudio de enfermedades humanas. – Modificación genética del sistema inmunitario de cerdos para que puedan

ser utilizados en trasplantes de tejidos u órganos en humanos.

• Producir sustancias de interés farmacéutico – Vacunas de interés veterinario (protegen contra enfermedades de origen

diverso).

– Proteínas uso médico.

– Hormona producida en leche de cabra (USA).

• Producir animales GM con crecimiento más rápido.

• Mejorar la leche (lisozima y lactoferrina) y la producción de carne en animales (Salmón Aquadvantage).

Fuente: Agrodigital, 2011

Tomado de: Barribeau, 2010.

Tomado de: http://cinabrio.over-blog.es/article-leche-clonarg-la-mas-rica-y-mas-nutritiva-77505327.html

62

Avances en Transgénesis: Gusano de seda GM para producción de proteína de telaraña

63

Tomado de: Chung, H; Yong Kim T; Yup Lee S. 2012. Recent advances in production of recombinant spider silk proteins. Curr. Opin. Biotech. 23:957-964. Teule F; Miao YG, Sohn BH, Kim YS, Hull JJ, Fraser MJ Jr; Lewis RV, Jarvis DL. 2012. Silkworms transformed with chimeric silkworm/spider silk genes spin composite silk fibers with improved mechanical properties. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109:923-928.

Biología Sintética

Facchini, PJ et al. 2012. Synthetic biosystems for the production of high value plant metabolites. Trends in Biotech. 30(3): 127-131.

64

Biología Sintética y Biocombustibles

Mielenz JR. 2011. Biofuels from protein. Nature Biotechnology. 29(4): 327-328. Ducat DC, Way JC, Silver PA. 2011. Trends in Biotechnology 29(2): 95- 103 65

No todo resultado “espectacular” es resultado de la transgénesis

66

67

Producción de tomates y papas en la misma planta: Injertación

http://www.businessinsider.com/tom-tato-grows-potatoes-and-tomatoes-2013-9

Doble musculación y grasa reducida

• Demuestra el efecto del bloqueo del factor anticrecimiento myostatina. Una mutación genética natural

Desactiva las dos copias del gen que codifica para la myostatina (regula el crecimiento del músculos).

Efecto: no produce o produce una forma truncada e inefectiva de myostatina

La ausencia de myostatina también interfiere con la deposición de grasa haciendo individuos “doblemente musculados”

Fuente: McPherron AC, Lawler AM, Lee SJ. 1997. Regulation of skeletal muscle mass in mice by a new TGF-beta superfamily member" Nature 387(6628): 83–90

Sweeney, L. 2004. Scientific American. July. p.62-69): Belgian Blue Bull http://www.unp.co.in/f44/belgian-blue-bull-42664/#ixzz18DDevzEp

Mosher et al. 2007. A Mutation in the Myostatin Gene Increases Muscle Mass and Enhances Racing Performance in Heterozygote Dogs . PLoS Genet. 3(5):e79

Toro Azul Belga (Belgium Blue Bull).

68

No es Transgénesis

69

No todo “trans” es transgénico

70

Confusión grasas TRANS con grasas transgénicas

71

Ácidos grasos saturados Ácido graso Cis-insaturado Ácido graso Trans-insaturado

A: Ácido elaídico (trans) y B: Ácido oleico (cis)

http://sociedad.elpais.com/sociedad/2013/11/07/actualidad/1383837400_260123.html

72

Cambio total de políticas

“…Lo peor que podemos hacer es vivir engañados, rehuir a la verdad. Aquí hay gente que por privilegiar sus fundamentalismos le tiene miedo hasta a la información…” “…se declara al Ecuador libre de cultivos y semillas transgénicas… y … nadie dijo nada…” “…me arrepiento no haber dicho un no más categórico…” “…Poner el candado a nivel constitucional es una locura… fue un error y un error grave … ”

Rafael Correa Tomado de: http://www.youtube.com/watch?v=H4kn41nIvss

73

Mayor soporte a OGM

“Y ahora, con sólo un pequeño empujón extra, todos podemos

participar en enviar la negación anti-GMO al basurero de la

historia en donde pertenece” Mark Lynas

http://www.marklynas.org/2013/06/spanish-translation-of-cornell-speech-on-anti-gmo-conspiracy-theories/

• Introducción

• Biotecnología – Posición oficial IICA

• Técnicas de la Biotecnología – Para elaboración de bioinsumos

– Secuenciación de ADN

– Marcadores moleculares

– Cultivo de tejidos

– Transgénesis

• Bioseguridad

• Consideraciones finales

Contenido

74

• La amplia gama de medidas, políticas y procedimientos que se ocupan de preservar la integridad biológica, minimizando los potenciales efectos negativos o riesgos que la biotecnología eventualmente pudiera representar sobre el medio ambiente o la salud humana (SCDB, 2003).

• Prevención de la pérdida a gran escala de la integridad biológica

– En agricultura: la reducción del riesgo de introducción de virus o transgenes.

Bioseguridad

75

Técnico (Biológico y Ambiental)

Económico

BIO- SEGURIDAD

Político (Social)

Avances en Bioseguridad para ALC

Empresa

CTNBio

Formularios Documentación

Pagos

Conceptos

Evaluaciones Análisis de riesgo Consulta abierta

Expertos Expedientes

Ministro

Resolución de aprobación

SI

Investigación

Implementación

76

Resolución de aprobación

Instrumentos de Bioseguridad

• Guías de evaluación de riesgo de la OECD (Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico)

• Los instrumentos de Bioseguridad de la FAO

• Los estándares del Codex Alimentarius (FAO/OMS)

• Las guías y regulaciones nacionales (FDA, EFSA, FSANZ, SENASA, entre otros)

• No mezclar biodiversidad con bioseguridad

77

Bioseguridad en ALC

http://www.zonu.com/fullsize/2009-09-17-3/Mapa-de-America.html

NABI (Canadá, EEUU,

México)

G5-CAS (Argentina, Brasil, Chile,

Paraguay, Uruguay)

(Belize, Costa Rica, El Salvador, Guatemala, Honduras, Nicaragua,

Panamá, R. Dominicana)

CARICOM

R. ANDINA (Bolivia, Colombia, Ecuador,

Perú, Venezuela)

78

¿Qué implicaciones trae para un país o región declararse libre de transgénicos?

• En países con prohibición total de OGM es necesario contar con leyes muy claras y precisas y un eficiente y costoso sistema de evaluación, seguimiento y control. – Si no se es preciso, se puede afectar el suministro de medicinas, alimentos y

materias industriales.

• Los extremos en las leyes que consideran a la biotecnología y bioseguridad pueden traer consecuencias negativas para el desarrollo científico, tecnológico, económico y ambiental de un país.

• La dinámica del mercado mundial hace que no sea posible garantizar que un país sea libre de transgénicos.

• La tendencia a tolerancia cero a OGM en algunos países de Europa cuesta 2.500 millones de euros al año (http://fundacion-antama.org/la-union-europea-pierde-225-billones-de-euros-al-ano-a-causa-de-sus-restricciones-a-los-transgenicos/)

• Consecuencia sobre la naturaleza de los sistemas políticos de los Estados – Autonomía local vs. Decisión nacional

79

• Introducción

• Biotecnología – Posición oficial IICA

• Técnicas de la Biotecnología – Para elaboración de bioinsumos

– Secuenciación de ADN

– Marcadores moleculares

– Cultivo de tejidos

– Transgénesis

• Bioseguridad

• Consideraciones finales

Contenido

80

Las tecnologías resuelven problemas

81 http://www.iisd.org/wic/research/technology/ http://www.cityfarmer.info/2009/11/20/time-magazine-names-valcents-

vertical-farming-technology-one-of-top-50-best-innovations-of-2009/

http://www.fao.org/ag/magazine/0703sp1.htm

http://www.indiaafricaconnect.in/index.php?param=news/5535/it-technology/109

No son la solución a todos los problemas,

Tampoco son perfectas,

Pero son indispensables

Pero:

82

• Cada actor de la sociedad tiene un papel relevante para el desarrollo de esta Nueva Revolución Agrícola.

– INIAs, Universidades, CDT desarrollan investigación y hacen difusión, son instrumentos esenciales para el desarrollo tecnológico de los productores agropecuarios de un país.

– El fitomejorador tradicional y el agrónomo son fundamentales para la aplicación real en el campo de los avances tecnológicos.

– Las asociaciones y los productores definen la tecnología a emplear.

– El gobierno (a través de sus Ministerios y reguladores) dan los marcos y lineamientos para hacer que el sistema funcione.

– Los medios de comunicación informan, traducen y explican

– El IICA …

Consideraciones Finales

83

• Introducción

• Biotecnología – Posición oficial IICA

• Técnicas de la Biotecnología – Para elaboración de bioinsumos

– Secuenciación de ADN

– Marcadores moleculares

– Cultivo de tejidos

– Transgénesis

• Bioseguridad

• Consideraciones finales

Contenido

84

85

Contacto

IICA Ecuador http://www.iica.int/costarica

Víctor Arrúa E-mail: Victor.Arrua@iica.int

Julio Escobar E-mail: Julio.Escobar@iica.int

IICA Sede Central http://www.iica.int

Pedro Rocha, Ph.D.

E-mail: Pedro.Rocha@iica.int

86