CIRCE Centro de Investigación Regional Centro México, D. F. Febrero 27, 2008 IMPORTANCIA DEL...
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CIRCECentro de Investigación Regional Centro
México, D. F.Febrero 27, 2008
IMPORTANCIA DEL DESARROLLO TECNOLÓGICO
EN MÉXICOMaría Alejandra Mora Avilés, Ph.D.
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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?
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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?
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• Tiene tanta importancia como nos resuelva un problema
• Tiene tantos efectos o riesgos como tantos no evaluemos
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• 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.
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• Genómica y proteómica, términos usados para la identificación y caracterización de grupos de genes, RNA y proteínas.
Proyecto del Genoma Humano
Enfermedades Cura
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Tecnología Convencional
Nueva Tecnología
Riesgo/Beneficio
Riesgo/Beneficio
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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?
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ALIMENTOS
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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.
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Fitoquímicos
• la fibra, licopeno y el ácido gálico pueden prevenir el cáncer del seno, próstata y colon y problemas cardiovasculares
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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
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CULTIVO DE TEJIDOS VEGETALES
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como parte intermedia en procesos de mejoramiento de cultivos
Objetivos
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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
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Frijol regenerado a través de organogénesis con alta eficiencia
Interés de E.U.A (U. Michigan, Arizona SU), Canadá (PULSE), CIAT
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evaluación de genes con potencial para incrementar la tolerancia a la sequía
líneas de investigación
Bouteloua gracilis
Navajita azul
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diseño y establecimiento de sistemas de cultivo de tejidos y transformación genética
para gramíneas y leguminosas
líneas de investigación
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la detección cuantitativa de transgenes por
métodos moleculares(PCR y PCR en tiempo
real)
bioensayos y análisis inmunológicos para
definir la inmigración de transgenes
líneas de investigación
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FITOPATOLOGÍA MOLECULAR
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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
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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
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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
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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
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MARCADORES MOLECULARES
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digestión
hibridación
PCR
1 2 3
1 2 3
1 2 3
SSR
1 2 3
RAPD
AFLP
RFLP
1 2 3
ADN
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conocer la diversidad genética de los patógenos permite realizar búsquedas
de fuentes de resistencia amplia y durable
Diversidad Genética
Fusarium sp
Rhizoctonia solani
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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
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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
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SecuenciaciónATGACGATGACGATGACGATAGACAGTAGACGTAGACGATGACAGTAGACGATAGCAGATGACAGATGAACGATGAACGATAGACGATAGACGATGACAGTAGACAGTAGACAGGTAGATAGCAGATAGATA
GAG
aplicaciones
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“Finger-Printing”Huella Genética
aplicaciones
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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
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SELECCIÓNASISTIDA
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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
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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
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MétodoTradicional
RC1 RC2 RC3 RC6
75.0 87.7 93.3 99.0
85.5 99.0MarcadoresMoleculares Tiempo
aplicaciones
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CIRCECentro de Investigación Regional Centro
E S
P1 P2
aplicaciones
Susceptible Resistente
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E S S S S S
P1 P2 F2
Susceptible Resistente
aplicaciones
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• 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
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• Los mejoradores están solicitando caracterización molecular de los eventos relevantes (actuales y potenciales) en sus materiales para el seguimiento y protección de éstos.
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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
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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%)
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• 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
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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?
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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.
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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.
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• 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)
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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?
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Principales preocupaciones
• Flujo génico (Diversidad genética, flora asociada, polinizadores, híbridos, plantas voluntarias)
• Inocuidad (Alergias, toxicidad)• Mercado (Costo)• Regulación (Normatividad)
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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.