Maíz tolerante a sequía y frío

MAIZ TOLERANTE
A SEQUIA Y FRIO
Dr. José Luis Cabrera
Dr. Roberto Ruiz
Dra. Beatriz Xoconostle
Dr. Roberto Montes de Oca
Cinvestav Irapuato
Cinvestav DF
Cinvestav DF
UANL
Inicio de la agricultura
Jules Janick, https://webct.ics.purdue.edu
Centros de agricultura antiguos y modernos
Jared Diamond, Nature 418, 700-707(8 August 2002).
SEQUIA PARA UN AGRONOMO
AUSENCIA O DEFICIENCIA EN PRECIPITACION
Allen RM, Ingram JW, 2002. Constraints on future changes in climate and the hydrological cycle. Nature 419:6903
Distribución geográfica del Índice de
Severidad de Sequía en México, 2009.
Sagarpa, 2010.
China
México
Africa SS
Productividad promedio (Kg/Ha)
Aumento de la productividad en EU
Mejoramiento + prácticas de producción
Transgénicos
Variedades mejoradas
Polinización abierta
Híbridos
Año
Modificado deTroyer, 2006
Programa de maiz tolerante a sequía en
Africa, CIMMYT
Beneficios:
Mejor productividad
La adopción puede generar
$ 530 millones USD,
mejorando la economía
con casi 880 millones USD.
La Rovere, R., G. Kostandini, T. Abdoulaye, J. Dixon, W. Mwangi, Z. Guo, and M. Bänziger. 2010.
Potential impact of investments in drought tolerant maize in Africa. CIMMYT, Addis Ababa, Ethiopia.
Maíz tolerante a sequía
obtenido por ingeniería
genética
Variedad
MON 12345
Gen
empleado
CSPB
Cinvestav
ZmTRE
Origen
Bacillus
subtilis
Zea mays B73
La trehalosa se destruye con trehalasa
Atenuación de la expresión
de la trehalasa
Mascorro-Gallardo, et al., 2005.
COMPARACIONES EN RIEGO
SINTOMAS DE ESTRÉS POR SEQUIA
CRIOLLO BLANCO
SEQUIA
HUMEDAD
B73 CISGENICA T1
SEQUIA
HUMEDAD
CRIOLLO NEGRO
SEQUIA
B73
SEQUIA
HUMEDAD
CONTROL
HUMEDAD
Evaluación de riesgo
Gen
Fuente
Cultivo
Característica del cultivo
Caracterización
molecular
Número de copias
Inserción en el genoma
Morfología
Proteína
Historia de uso
Análisis proximal
Nutrientes claves
Función
Niveles de expresión
Antinutrientes claves
Aumento del 5-8% trehalosa
Productividad
Composición en el alimento
Toxicidad/alergenicidad
Ag Biotech Stewardship Technical Committee
Evaluación de riesgo ambiental
Eliminación de introgresión
Siembra
Sinaloa, ausencia de criollos
Barreras físicas y temporales
Viabilidad de semilla
Monitoreo de voluntarias
Ag Biotech Stewardship Technical Committee
Evaluación de riesgo
Peligro x Exposición = Riesgo
Las plantas solo son tolerantes a sequía y frío
Mostrarán susceptibilidad al ataque de insectos
y herbicidas, como el organismo control.
Evaluación de riesgo
Las plantas solo son tolerantes a sequía y frío
No mostrarán aumento significativo de
productividad en condiciones de riego
Evaluación de riesgo
Las semillas solo son tolerantes a sequía y frío
No mostrarán problemas de alergenicidad
al no contar con una nueva proteína
Evaluación de riesgo
El uso de OGMs representan un riesgo
a la biodiversidad
Los OGMs han sido sembrados a alta
densidad con aumentos en productividad
de 16.5 ton/Ha.
Reduce el uso de suelo destinado a agricultura
Evaluación de riesgo
La ingeniería genética es muy
reciente y no se conocen
sus consecuencias
Arbol filogenético del sistema de dos componentes de Agrobacterium tumefaciens
Método: Fast Minimum Evolution, max. Seq. Diff.=0.85, Distance: Grishin
A. tumefaciens
280 millones de años
Evaluación de riesgo
Las plantas transgénicas son monstruos
Alvarez-Buylla et al., 2006.
Evaluación de riesgo
Alvarez-Buylla et al., (2006) Unique and redundant functional
domains of APETALA1 and CAULIFLOWER, two recently duplicated
Arabidopsis thaliana floral MADS-box genes.
Journal of Experimental Botany 57(12):3099–3107.
http://www.ars.usda.gov/
Datos sobresalientes
•
La modificación del maíz consistió en
atenuar la destrucción de un azúcar natural.
•
• No se utilizó ningún marcador de resistencia
a antibióticos.
•
• Se utilizó un gen de maíz.
•
• No se sintetiza ninguna proteína nueva.
Datos sobresalientes (en invernadero)
• El maíz mejorado mostró
tolerancia a la sequía y a frío.
• Las
mayor
plantas modificadas produjeron
mazorcas después del estrés, en
contraste a los criollos tolerantes.
Preguntas a responder:
¿Cuál es la productividad en cielo abierto?
¿Cuál es la tolerancia en campo?
¿Se expresa la misma información genética
en campo que en invernadero?
Todos estamos orgullosos de la
megadiversidad mexicana
¿Tenemos el derecho de imponer a los
agricultores que solo empleen cultivos de subsistencia?
Nuestras comunidades rurales desean pasar
de agricultura de subsistencia a comercial
Necesitamos dar cabida a la coexistencia de especies
Nuestra legislación debe ponderar la conservación
de nuestra megadiversidad,
así como el desarrollo de nuestras comunidades.
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Docencia e Investigación