Infografía: Modificación Genética de Cultivos

• Crop Modification Techniques Infographic
• Por Karl Haro von Mogel
• Biofortified – 17 de Julio, 2015
• Traducido por Daniel Norero

Para ayudar a educar a la gente acerca de los variados métodos que se utilizan para generar nuevos rasgos en las plantas, Biofortified ha creado una infografía con seis diferentes técnicas de modificación de cultivos y con ejemplos de cultivos generados con cada método. Esta infografía fue hecha por Layla Katiraee junto con Karl Haro von Mogel y esperamos que sea la primera de muchas infografías que Biofortified desarrollará para ayudar a las personas a entender y relacionarse con la ciencia!

Seis técnicas de modificación genética de cultivos

1. Cruzamiento tradicional: Durante milenios, el cruzamiento tradicional ha sido la columna vertebral de la mejora genética de nuestros cultivos. Típicamente, el polen de una planta se coloca en la parte femenina de la flor de otra planta, lo cual lleva a la producción de semillas que son híbridas de sus dos padres. Entonces, los fitomejoradores seleccionan las plantas que tienen los rasgos beneficiosos que están buscando para ir a la siguiente generación. Se desarrollaron variedades de manzana como la variedad Honeycrisp de esta manera – se hicieron miles de árboles híbridos, se cultivaron, y se testearon para encontrar una gran variedad nueva con una combinación de genes que nunca ha existido antes. El fitomejoramiento moderno a menudo usa marcadores genéticos para acelerar el proceso de selección, y puede incorporar genes de variedades silvestres y especies estrechamente relacionadas. Estos son algunos videos sobre las diferentes técnicas que utilizan los fitomejoradores. El cruzamiento sólo puede hacer uso de rasgos deseables si están en la misma especie o en especies estrechamente relacionados, por lo cual otras técnicas adicionales se han desarrollado para crear nuevas características.
2. Mutagénesis: En la naturaleza, los nuevos rasgos a menudo surgen a través de mutaciones espontáneas. En el siglo pasado, este proceso ha sido imitado por los científicos que han utilizado químicos mutagénicos (tales como el metanosulfonato de etilo) o la radiactividad para generar mutaciones aleatorias en las plantas, y posteriormente, detectar rasgos nuevos o deseados. Para más información sobre mutagénesis, por favor revise este post (en inglés). Las variedades de pomelo “Ruby Red” y “Star Ruby” se desarrollaron utilizando radiación ionizante. Las mutaciones que llevan dan a estas frutas su característico color rojo intenso. Este artículo de The New York Times ofrece muchos ejemplos de cultivos que han sido desarrollados usando esta técnica.
3. Poliploidía inducida: La mayoría de las especies tienen 2 juegos de cromosomas: un conjunto heredado de cada padre. Esto se conoce como la diploidía. La poliploidía es la aparición de más de 2 juegos de cromosomas. Puede ocurrir naturalmente, pero la poliploidía también puede ser inducida a través de la utilización de productos químicos. Esta técnica de modificación de cultivos se utiliza generalmente para aumentar el tamaño de las frutas o modificar su fertilidad. Por ejemplo, la sandía sin semillas tiene 3 juegos de cromosomas y se crea mediante el cruce de una sandía con 4 juegos de cromosomas con otra sandía que tiene 2 juegos,produciendo una sandía estéril con 3 juegos de cromosomas para el deleite de los amantes de la comida campestre alrededor del mundo. Especies de papa también tienen muchos números de diferentes copias de cromosomas, y los mejoradores de papa comúnmente tienen que cambiar el número de copias de sus variedades para generar nuevos rasgos en ellas (más sobre este proceso aquí).
4. Fusión de protoplastos: Cuando las células espermáticas en el polen se combinan con los óvulos en los ovarios de una flor, esta es una fusión de dos células en una sola. La fusión de protoplastos es una versión artificial de este proceso. Rasgos beneficiosos se pueden mover de una especie a otra mediante la fusión de los protoplastos (células ‘desnudss’ sin las paredes de las células que dan a las plantas su estructura) y creciendo una planta a partir de la célula recién fusionada. Uno de los rasgos más comúnmente utilizados que se ha desarrollado con este proceso es la transferencia de la macho esterilidad entre las especies. Si usted tiene una planta masculina estéril, se puede hacer más fácilmente semillas híbridas – especialmente para las plantas que tienen flores pequeñas y difíciles de cruzar. La macho esterilidad se introdujo en el repollo rojo desde el rábano daikon, haciendo más fácil producir semillas híbridas de este cultivo.
5. Transgénesis: Es el proceso mediante el cual se introduce uno o más genes en un organismo desde otro organismo en su totalidad. Esto implica generalmente la manipulación y la modificación del propio ADN en un tubo de ensayo, y luego empaquetarlo para insertarlo en el nuevo organismo. Hay varias maneras de introducir el nuevo gen o ‘transformante’ a una planta, como la biolística (la “pistola de genes”), utilizando Agrobacterium (una bacteria de origen natural que inserta ADN en las plantas), o mediante el uso de la electricidad (un proceso llamado electroporación). Las plantas transgénicas se han generado con muchas características útiles, algunas de los cuales han sido comercializadas. Por ejemplo, las papayas (de Hawai) fueron transformadas con un gen de un virus que infecta a la planta para hacerla resistente al virus. Otros rasgos incluyen la resistencia a insectos, tolerancia a herbicidas, tolerancia a la sequía, y más. La creación de estos cultivos “transgénicos” funciona a pesar de que los genes puedan provenir de cualquier otra especie, porque el lenguaje genético es universal para toda la vida en este planeta. Los genes que se mueven desde la misma especie pueden ser llamados “cisgénicos” o “intragénicos”. Para obtener más información, consulte este artículo.
6. Edición génica: Consiste en utilizar un sistema enzimático para cambiar el ADN de una célula en una secuencia especifica. Hay diferentes sistemas que se pueden utilizar para la edición génica, la más prometedora es el sistema CRISPR-Cas9 (para más información sobre la edición del genoma y cómo funciona, por favor ver este post). La canola tolerante al herbicida sulfonilurea (SU) fue desarrollada para permitir a los agricultores un mejor control de malezas y para permitir la rotación de cultivos. El cultivo fue creado usando un sistema de edición génica patentado y conocido como Rapid Trait Development System (RTDS). Usted podría concebiblemente editar el genoma de cualquier cultivo para alterar cualquier gen que quieras, desde la introducción de nuevos genes a la restauración de alelos “naturales” de antepasados de nuestros cultivos.

Cada uno de estos métodos tienen similitudes y diferencias, y algunos funcionan mejor para algunos rasgos en lugar de otros. Cada uno de ellos modifica la composición genética de la planta con el fin de combinar rasgos útiles en conjunto para mejorar la agricultura. Todos ellos tienen ejemplos que se cultivan en granjas y están produciendo beneficios, todos pueden ser patentados, de un modo u otro, y todos ellos pueden tener consecuencias no deseadas.

Sin embargo, social y políticamente los productos de estos métodos son tratados de manera muy diferente. El hecho de que los cambios que introducen estas técnicas no se alinean con la forma en que son tratados en los debates sobre regulaciones de salud y seguridad ambiental, así como los debates políticos sobre el etiquetado, se ha llegado a conocer como la “Frankenfood Paradox” (Paradoja Frankenfood). Por ejemplo, la transgénesis produce muchos menos cambios y consecuencias no deseadas que la mutagénesis (ver este artículo), mientras que la mutagénesis es generalmente aceptada e ignorada en las discusiones políticas.

Permisos

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