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Transformacióngenética de plantas II
◤Plantas transgénicas
Ø Una planta transgénica o genéticamente modificada (GM) es a la cual se le ha
introducido artificialmente algún gen de interés (ADN) por vías distintas de un
cruzamiento convencional o tradicional.
Ø Este gen o genes que son incorporados en la planta que está siendo modificada
genéticamente puede(n) provenir de otras especies de plantas o incluso de
organismos de otros reinos, así como también de la misma especie.
Ø Habitualmente en cada evento de transgenia se introduce sólo un gen de interés, sin
embargo, últimamente se ha visto la tendencia a incorporar más de uno
simultáneamente para satisfacer varias necesidades en forma conjunta (transgénicos
acoplados).
◤Plantas transgénicas de primera y segunda/tercerageneración:
Ø La primera generación de cultivos transgénicos comerciales se centró en
la modificación de características de tipo productivas o agronómicas, es
decir, características que permitieran aumentar el rendimiento; se concentró en
la incorporación de genes de resistencia a insectos y genes de tolerancia
a herbicidas.
Ø El desarrollo de cultivos transgénicos de segunda/tercera generación se refiere a
modificar características relacionadas con la calidad de los productos para uso
industrial o de consumo humano y animal, tales como el contenido nutricional y
características de procesamiento y, fármacos de manera más eficiente, tales como
enzimas, cosméticos, vacunas, entre otros.
◤ Plantas transgénicas de primera generación
Ø La primera generación de cultivos
transgénicos comerciales se
centró en la modificación de
características de tipo productivas
o agronómicas, es decir
características que permitieran
aumentar el rendimiento.
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Ø La primera generación de plantas obtenidas por biotecnología, se concentró en la
incorporación de genes de resistencia a insectos y genes de tolerancia a herbicidas.
Ø Estos rasgos incorporados, han permitido la reducción de pérdidas por aparición de
malezas y de pestes, así como una disminución en la cantidad de químicos utilizados
en su prevención.
◤Tomate Flavr-Savr
Ø La empresa Calgene comercializó el
tomate Flavr-Savr, con
maduración retardada debido a la
introducción, en forma antisentido,
del gen de la poliga lacturonasa,
enzima encargada del metabolismo
de la pared celular.
◤Tolerancia al herbicida glufosinato de amonio(Basta). Soya.
⮚ Utilizan como fuente de
resistencia el gen PAT, de la
bacteria Streptomyces
viridochromogenes cepa
Tu494, que codifica para la
enzima fosfinotricin-
acetiltransferasa (proteína
PAT).
⮚ Al estar presente en las
plantas, PAT permite
que éstas desactiven a la
fosfinotricina, principio activo
de los herbicidas de
este tipo.
◤Maíz Bt
⮚ Utiliza diferentes genes de la
familia cry de Bacillus
thuringiensis subsp. kurstaki
cepa HD-1, para expresar
la proteína CRY que confiere
resistencia aumentada a
insectos.
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⮚ El mecanismo de acción de esta proteína es formar agrupaciones cristalinas en los
aparatos digestivos de lepidópteros, es decir, verdaderos canales o perforaciones el
tracto digestivo de los insectos, generando su muerte.
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Ø Otro cultivo de importancia por su volumen de área sembrada para
comercialización, ha sido la producción masiva de algodón GM, el que se
ha modificado con ambas características, es decir, resistencia a insectos y a
herbicidas.
◤Plantas transgénicas de segunda generación yposteriores.
Ø Plantas con contenido nutricional mejorado:
Ø Uno de los hitos en el desarrollo de las plantas genéticamente modificadas
lo constituyó el denominado “arroz dorado”.
Ø Consistió en un proyecto para introducir una vía metabólica que permitiera la
producción de provitamina-A en el endosperma del grano de arroz. Se sabe que la
deficiencia de vitamina A en dietas de países de escasos recursos, incide en
enfermedades como la ceguera nocturna, xeroftalmia y keratomalacia, pudiendo
generar finalmente ceguera total.
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⮚ La metodología de obtención de esta nueva variedad de arroz, consistió en la co-
transformación con dos cepas de Agrobacterium tumefaciens portando todos los
genes necesarios para la ruta metabólica más el “cassette” con el gen de selección.
◤ ⮚ Un plásmido binario contenía los genes
necesarios para la producción de licopeno en
los plastidios del endosperma de arroz: el gen
de la fitoeno sintetasa de narciso
(Narcissus pseudonarcissus) y el gen de la
fitoeno desaturasa de una bacteria
(Erwinia uredovora).
⮚ El otro plásmido contenía otros dos genes: el
de la licopeno β- ciclasa de narciso y el
“cassette” para resistencia a higromicina.
⮚ De esta forma, el segundo plásmido permitiría
la síntesis completa hasta β-caroteno.
⮚ Después de 8 años de trabajo, se obtuvo una
planta de arroz fenotípicamente normal, fértil y
con buen contenido de β-caroteno en su
endosperma.
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Ø Plantas como agentes productoras de vacunas:
Ø Uno de los aspectos más atractivos del uso de plantas transgénicas que expresan
epítopes específicos (o plantas productoras de vacunas), es que, a diferencia de los
sistemas animales utilizados para este mismo fin, las plantas sólo requieren agua, luz
solar y sales minerales para su mantención, siendo un sistema mucho más barato.
Ø La producción de este tipo de péptidos en plantas, se ofrece como un sistema mucho
más limpio que el animal, si se piensa en los diversos contaminantes biológicos que
acompañan a estos últimos (especialmente otros patógenos asociados al animal
productor).
Ø Las plantas proveen anticuerpos estables a temperatura ambiente y, finalmente, la
producción de vacunas en plantas, facilita la obtención de productos administrables
por vía oral.
◤Ventajas de las vacunas a partir de plantas:
Bajo costo de producción.
Permiten una administración en una forma segura.
Al evitar el uso de jeringuillas y agujas se reducen los costes de material y personal asociados, así como los riesgos relacionados con este tipo de administración.
Su expresión en órganos que se puedan almacenar a temperatura ambiente (semillas de cereales o tubérculos) permitiría eliminar los costes que conlleva la cadena del frío durante el transporte.
Expresión de múltiples antígenos y adyuvantes (aumentan la eficacia del Ag) en un mismo sistema. Por tanto, puede administrarse varias vacunas de forma simultánea.
◤Factores a considerar:
Ø Nivel de expresión del antígeno, que es necesario conocerlo con seguridad.
Ø Distribución homogénea del antígeno en los tejidos vegetales para ajustar las dosis
de manera adecuada.
Ø Integridad del antígeno (integridad estructural y actividad funcional): protección del
Ag frente a jugos gástricos e intestinales.
Ø Es importante controlar la distribución del producto y limitarla a los casos necesarios.
Un ejemplo es la vacuna contra la hepatitis B. Esta enfermedad tiene una
gran importancia epidemiológica, ya que 300 millones de portadores en el mundo. La
vacuna actual se produce en levaduras que expresan el antígeno de superficie HBsAg.
Es efectiva, pero costosa, por lo que se distribuye poco en los países subdesarrollados.
Se ha publicado la expresión de HBsAg en plantas de tabaco, patata, lechuga y se
encuentra en estudio su expresión en tomates y bananas.
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1. Una vez en el tracto digestivo, el antígeno suministrado por vía oral será reconocido las células M de la mucosa linfática del tracto.
2. Estas células dirigirán el antígeno hacia otro tipo de células, denominadas células presentadoras del antígeno.
3. Éstas mostrarán en su membrana plasmática, los epítopes específicos asociados a dicho patógeno para que los linfocitos T de ayuda activen a los linfocitos B.
4.Estos migrarán hacia los nódulos linfáticos mesentéricos, donde madurarán a células plasmáticas
5. Dichas células migrarán a la mucosa gástrica para producir anticuerpos del tipo inmunoglobulina A (IgA), específicos contra el antígeno.
El éxito de la producción de vacunas en plantas implica desarrollar un producto que sea
capaz de inducir una respuesta inmune a nivel de la mucosa gástrica.
◤Expresión de HBsAg en plantas transgénicas de Solanumtuberosum
⮚ Se compararon los niveles de expresión de HBsAg del virus humano de hepatitis B en
tubérculos de papa utilizando distintas construcciones genéticas.
⮚ Ensayo con ratones: La
inmunización oral con
tubérculos HB114-16 fue
comparable a la obtenida
producida en levaduras
Sistemas de transformación vegetal, Curso de Agrobiotecnología, Universidad de Buenos Aires, 2011.
◤Producción de anticuerpos
⮚ La producción de anticuerpos en plantas transgénicas permite ensamblar moléculas
de Ig complejas.
⮚ "Expresión del anticuerpo monoclonal anti-AgI/II en plantas de tabaco".
⮚ La bacteria Streptococcus
mutans es uno de los
principales agentes causales
de la caries dental. El antígeno
de superficie AgI/II participaría
en la interacción hidrofóbica
entre S. mutans y un complejo
de glicoproteínas de alto peso
molecular presente en la
superficie dental.
Sistemas de transformación vegetal, Curso de Agrobiotecnología, Universidad de Buenos Aires, 2011.
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⮚ Luego del tratamiento con
un agente antiséptico, la
presencia del anticuerpo
anti AgI/II evitaría la
recolonización de los nichos
en la superficie dental por
Streptococcus mutans.
Sistemas de transformación vegetal, Curso de Agrobiotecnología, Universidad de Buenos Aires, 2011.
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Expresión de una proteína de superficie de Streptococcusmutans en tabaco
Ø La inclusión de estas plantas de tabaco en la dieta de ratones, demostró que
efectivamente estos produjeron IgA anti-S. mutans, aunque los animales “vacunados”
no se sometieron a experimentos de desafío con la bacteria.
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Ø Los primeros experimentos con este patógeno expresando estos antígenos en papas.
Ø En el año 2001, se transformó papas con un plásmido binario multicomponente, es
decir, que contenía los “cassettes” de expresión para dos antígenos de la toxina del
cólera (antígenos de las toxinas B y A2), un antígeno de la enterotoxina fimbrial de E.
coli enterotoxigénico y un antígeno de la enterotoxina de rotavirus.
Expresión de moléculas llamadas antígenos de superficie
correspondientes al virus de la hepatitis B
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Los ratones alimentados con los tubérculos de estas papas, mostraron
inducir no sólo buenos niveles de IgA y recuperarse más rápido de los
efectos de la exposición a rotavirus, sino también, ser capaces de
presentar una respuesta inmune más generalizada mediante la síntesis de
interleuquinas (moléculas potenciadoras de la respuesta inmune celular).
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Ø Plantas como productoras de productos biofarmacéuticos:
Ø Los productos biofarmacéuticos (insulina, eritropoyetina, hormona de crecimiento,
etc.), históricamente se han obtenido a través de organismos genéticamente
modificados, utilizando para ello bacterias, levaduras y células mamíferas en cultivo.
Ø La producción de proteínas con capacidad terapéutica en plantas, se vislumbra
como una posibilidad real, de costos realmente inferiores a los de los actuales
sistemas de producción y generadora de productos libres de contaminantes
patógenos.
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Dos aproximaciones de transformación de plantas se utilizan comúnmente en los sistemas de producción de
biofarmacéuticos en plantas:
Transformación por A. tumefaciens o biobalística
Utilización de virus vegetales recombinantes
◤Ejemplo: Utilización de virus vegetales recombinantes
Ø La estrategia consiste en utilizar virus que infectan plantas y de los que se
conoce completamente su genoma y funcionamiento molecular in vivo.
Ø Así, se pueden reemplazar partes prescindibles del genoma de estos virus por los
“cassettes” de expresión del péptido con actividad farmacéutica.
Ø Con esto, sólo bastará la infección con este virus recombinante para que dicho péptido
sea producido en planta.
Ø El uso de virus recombinantes se limita al conocimiento biológico del virus utilizado y a
su rango de hospederos, lo que ha limitado mucho su utilización masiva.
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Ø Destaca la producción del factor estimulante de granulocitos y macrófagos
humano en semillas de tabaco. El factor estimulante de granulocitos y macrófagos
(hGM-CSF) es una citoquina que aumenta la producción y función de las células
blancas sanguíneas. Se utiliza en cualquier condición o infección en la que se
diagnostique bajo número de granulocitos y formación defectiva de células blancas
sanguíneas.
Otros compuestos de interés farmacéutico
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⮚ Otra proteína interesante
es el factor de crecimiento
epidérmico humano
(hEGF), que se ha
producido en plantas de
tabaco.
⮚ El hEGF o urogastrona es
un factor mitogénico que
interviene en la
diferenciación, protección
y reparación del
tejido epitelial.
Sistemas de transformación vegetal, Curso de Agrobiotecnología, Universidad de Buenos Aires, 2011.
◤⮚ Plantas en la producción de enzimas industriales:
⮚ "Plantas transgénicas que producen proteínas usadas en pantalones, detergentes y
jugos"
⮚ "Dos nuevos estudios, dirigidos por el bioquímico de Penn Dental Medicine Henry
Daniell, revelan que las enzimas cultivadas en plantas pueden ser tan efectivas como
la enzima tradicional derivada de microbios para lograr una serie de tareas
industriales, desde limpiar la pulpa de naranja de los equipos de exprimido, limpiar
manchas de ropa, quitar el tinte de los textiles o quitar la pelusa de la tela".
⮚ Dichas enzimas cultivadas en plantas tienen la ventaja adicional de ser más baratas
de producir y de almacenamiento estable en forma de polvo, sin necesidad de
refrigeración.
⮚ Las enzimas son incluso más eficientes que los procesos actuales porque evitas todas
las etapas que se requieren para procesar los productos microbianos: fermentación,
purificación y almacenamiento y transporte en frío.
◤Enzima Aplicación industrial Planta
Lacasa Industria textil (decoloración de fibras),
clarificación de zumos (jugos) y "bioglue" para
madera.
Maíz
α-amilasa Procesado del almidón, clarificación de vinos y
zumos, industria de detergentes.
Tabaco, Nicotiana benthamiana,
Vicia narbonensis
Glucanasa Producción de etanol, industria textil, de papel
y pulpa, producción de piensos.
Tabaco, Cebada, Arabidopsis
Xilanasa Bioconversión de paredes celulares, eliminación
de lignina residual en producción de papel,
mejora de la digestibilidad de las plantas para
piensos animales
Tabaco, Xilanasa termoestable,
Colza, Guisante, Cloroplastos
de tabaco
Fitasa Elaboración de piensos para animales, liberación
del fósforo de los fitatos.
Tabaco, Soya
Quimosina Elaboración de queso Tabaco, Soya
Transglutaminasa Procesado de alimentos Arroz
◤Ø Plantas en la producción de biopolímeros:
Ø Las plantas serían la alternativa ideal para la producción de biopolímeros, debido a la
posibilidad de cultivarlas en grandes cantidades utilizando la fuente de energía más
económica que existe: la luz solar. Además de esto, estas plantas producirían
bioplásticos en grandes volúmenes, a partir de su propia fuente de nutrientes (como
almidón y ácidos grasos), lo que reduciría significativamente los costos.
Ø Se han identificado los genes de las bacterias que llevan información para fabricar
PHA y se han introducido en plantas de cultivo mediante distintas técnicas de
ingeniería genética, lográndose así pequeñas cantidades de polímero.
Ø Sin embargo, para poder utilizar plantas para la producción de PHA es
necesario solucionar una serie de problemas. Es necesario que los genes pha se
expresen en el compartimiento celular que contiene la mayor concentración de acetil-
CoA, y al mismo tiempo impedir que se vea afectado el crecimiento de la planta.
◤Producción de PHB en plantas por transferencia de la víametabólica bacteriana
⮚ Las plantas de A. thaliana transformadas
con los genes phbA, phbB y phbC
acumulan gránulos de PHB en los
cloroplastos.
⮚ La vía completa de síntesis de PHB
en Arabidopsis se obtuvo
por transformación con los genes phbA,
phbB y phbC de Ralstonia eutropha.
⮚ Las tres enzimas se fusionaron a péptidos
de tránsito a cloroplastos para lograr su
acumulación en estos orgánulos.
⮚ Esto se hizo porque los niveles de acetil-
CoA son mucho más altos en los
cloroplastos que en el citoplasma.
Sistemas de transformación vegetal, Curso de Agrobiotecnología, Universidad de Buenos Aires, 2011.
◤⮚ Las plantas de A.
thaliana transformadas con los
genes phbA, phbB y phbC
acumulan gránulos de PHB en
los cloroplastos.
⮚ La vía completa de síntesis de PHB
en Arabidopsis thaliana se obtuvo por
transformación con los genes phbA,
phbB y phbC de Ralstonia eutropha.
⮚ Las tres enzimas se fusionaron a
péptidos de tránsito a cloroplastos
para lograr su acumulación en estas
organelas. Esto se hizo porque los
niveles de acetil-CoA son mucho más
altos en los plástidos que en el
citoplasma.
Sistemas de transformación vegetal, Curso de Agrobiotecnología, Universidad de Buenos Aires, 2011.
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“New Breeding Techniques” (NBTs)
Ø Permite realizar cambios específicos y precisos en los genes de las
plantas, como silenciarlos, apagarlos, editarlos o insertarlos.
Ø Las plantas resultantes son libres de genes provenientes de otros organismos,
diferenciándose de los transgénicos.
Ø Entre las técnicas incluidas en las NBTs está la Cisgenia y la Intragénesis.
◤Cisgenia
Ø Corresponde a la transferencia de genes a partir de organismos de una misma
especie, lo que se diferencia de un transgénico, debido a que en este caso el
gen proviene de un organismo de otra especie.
Ø El producto final, no se puede distinguir de aquellos obtenidos por cruzamientos
dirigidos.
Ø Se obtiene una copia idéntica de un gen proveniente del acervo genético
sexualmente compatible de la especie receptora de la modificación, incluyendo las
secuencias reguladoras como son el promotor, los intrones y el terminador, en el
sentido normal de orientación.
Ø No altera el acervo genético de la especie receptora y no ocurre ningún cambio en la
adecuación de la planta que no pudiera ocurrir a través del mejoramiento
convencional o del flujo natural de genes.
◤Intragénesis
Ø Permite la recombinación in vitro de elementos genéticos aislados de diferentes genes
provenientes de plantas que pertenecen al acervo genético sexualmente compatible
con la planta receptora.
Ø El enfoque intragénico permite combinar regiones codificantes de un gen (con o sin
intrones) con promotores y terminadores de genes diferentes pero que pertenecen al
mismo acervo genéticamente compatible. Por lo tanto, un intragen es un gen híbrido
que tiene elementos provenientes de diferentes genes.
Ø La intragénesis permite la construcción de nuevas combinaciones genéticas,
introduciendo variabilidad para la expresión de los genes, la creación de nuevos
patrones de expresión y como resultado nuevas variedades genéticamente
modificadas que presentan propiedades innovadoras.
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Transgénesis Cisgénesis Intragénesis
Genes insertados
provenientes de especies no
compatibles sexualmente.
Genes insertados provenientes del
acervo genético sexualmente
compatible de la planta receptora
(misma especie y subespecies).
Genes insertados provenientes del
acervo genético sexualmente
compatible de la planta receptora
(especies cercanas compatibles).
Bordes t-DNA de
Agrobacterium.
Bordes t-DNA de Agrobacterium. Bordes p-DNA de plantas
pertenecientes al acervo genético
sexualmente compatible de la
planta receptora.
Presentan marcadores de
selección.
Similar al mejoramiento
convencional por el origen de los
genes insertados. En el producto
final no hay genes de
selección foráneos.
Se pueden diseñar construcciones
de expresión y silenciamiento. En el
producto final no hay genes de
selección foráneos.
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Transgénesis Cisgénesis Intragénesis
Pueden contener
secuencias esqueleto y
marcadores de selección.
No contienen secuencias esqueleto
ni marcadores de selección.
No contienen secuencias esqueleto
ni marcadores de selección.
El transgen y las
secuencias reguladoras
provienen de
diferentes especies, algunas
sexualmente no compatibles
con la especie receptora
El cisgen es una copia idéntica de
un gen ya existente en el acervo
genético sexualmente compatible
de la especie receptora.
Las secuencias reguladoras
también provienen del mismo
acervo genético.
El intragen y las secuencias
reguladoras (promotores,
terminador) provienen de diferentes
secuencias del acervo
genético compatible con la especie
receptora.
Permite la creación in vitro de
nuevas combinaciones de
genes en la especie
receptora.
Permite la selección in
vitro de combinaciones de genes
existentes en el acervo genético de
la especie receptora
Permite la creación y selección in
vitro de nuevas combinaciones de
genes existentes en el acervo
genético cercano de la
especie receptora.
◤
Ø Otro grupo de técnicas, también parte de las NBTs, permite editar genes de forma
precisa, con el fin de que estos se “apaguen” o produzcan más proteínas o proteínas
con nuevas funciones.
Ø Entre estas técnicas se encuentran las nucleasas Zinc Finger, Talen y Crispr/CAS.
Ø Todas se basan en cortar el ADN en un sitio específico para luego editar algunos
nucleótidos.
Ø Los productos finales no tienen genes de otros organismos y no se distinguen de los
productos del mejoramiento convencional.
◤
◤Ventajas de los cultivos genéticamente modificados
• Siendo una opción para contribuir a la disponibilidad de alimento y de materia prima para la población.
Potencial para incrementar la productividad agrícola a nivel global
• Incremento en el rendimiento de las cosechas (por menor ataque de plagas o menor competencia de malezas)
• Reducción de costos en la producción (menos herbicida, menos trabajo, maquinaria y combustible)
Beneficios económicos para los agricultores
• Reducción del impacto que la agricultura tiene sobre la biodiversidad a través de la reducción del uso de insecticidas y del uso de herbicidas más amigables con el medio ambiente
Beneficios ambientales
Menor presión de transformar más áreas de tierra para fines agrícolas
• Al reducir sus niveles de exposición a los químicos
Beneficio para la salud de los agricultores
◤Desventajas de los cultivos geneticamente modificados
• Los efectos a largo plazo que estos cultivos pueden tener en el ambiente y en la salud
• Las implicaciones sociales que pueda tener el desarrollo y comercialización de estos cultivos
Incertidumbre respecto a su uso
• Flujo de genes
• Entrecruzamiento con variedades silvestres emparentadas
• Efectos en organismos no blanco
• Efectos en enemigos naturales de los cultivos y en polinizadores
• Efectos en el suelo y en la biodiversidad.
Problemas asociados al ambiente
Efectos en la salud de los consumidores.
◤
Ø Respecto al efecto sobre organismos no blanco, el caso más estudiado es el del
efecto del polen de maíz Bt sobre la mariposa monarca (Danaus plexippus) que se
alimenta de asclepias (Asclepias syriaca) ya que es una planta que crece alrededor
de los maizales.
Ø En 1999, Losey y colaboradores: observaron la disminución de la supervivencia,
bajo consumo de hojas y disminución del peso promedio de larvas de mariposa
alimentadas con asclepias rociadas con polen de maíz Bt (laboratorio; no en
campo).
Ø Sirvió como precedente para que se realizaran más estudios con el fin de
determinar el nivel de toxicidad que los diferentes eventos de maíz Bt tienen sobre
las larvas de mariposa monarca.
Ø Estos estudios concluyeron que no existe un riesgo significativo para las mariposas
monarca expuestas al polen de maíz Bt.
◤
Situación Global
Ø Según el informe de ISAAA (Servicio
para la Adquisición de Aplicaciones
Agrobiotecnológicas), en 2017 la
superficie mundial con cultivos
transgénicos aumentó a 189.8 millones
de hectáreas, lo que equivale al 12,7%
de la superficie arable del planeta.
◤Ø Los 5 principales países son
EEUU, Brasil, Argentina,
Canadá e India (91,3% de las
189.8 millones de hectáreas).
⮚ La superficie con cultivos
transgénicos ha aumentado casi
112 veces desde 1996,
totalizando un área acumulada
entre 1996-2017 de 2.300
millones de hectáreas. Es la
tecnología de mayor tasa de
aceptación en la historia de la
agricultura.
◤
• Existen 11 cultivos
transgénicos disponibles
comercialmente (maíz, soja,
algodón, canola, remolacha
azucarera, alfalfa, berenjena,
papaya, zapallo italiano,
manzana y papa).
◤
⮚ Hubo un aumento de 4,7 millones de hectáreas o 3% con respecto al 2016 (185.1
millones de hectáreas).
⮚ 24 países los producen: 19 en vías de desarrollo (53% de la superficie sembrada con
cultivos transgénicos) y 5 desarrollados (47%).
◤
Ø 10 países en Latinoamérica
crecieron cultivos transgénicos
(79.4 millones de hectáreas).
◤Situación en Chile
Ø Producción y exportación de semillas transgénicas en Chile:
▪ Chile es una país clave para proveer semillas transgénicas de contraestación a
países del hemisferio norte.
▪ En el país está permitido y regulado el uso de cultivos transgénicos para la
producción de semillas con fines de exportación, destinados principalmente como
servicios de contraestación, y la reproducción controlada de semilla para fines de
investigación y ensayos de campo.
◤
La producción de semillas transgénicas en Chile alcanzó su máximo nivel en la
temporada 2012/2013 sobrepasando las 35.500 hectáreas.
◤
Ø Las principales semillas transgénicas producidas en Chile son el maíz transgénico, la
canola y la soja. En la temporada 2017/2018 de la superficie total de semilleros
transgénicos en el país (13.900 hectáreas) el 56% correspondió a semilleros de maíz,
el 27% a semilleros de canola y el 17% a semilleros de soja.
Ø Otras semillas transgénicas que se sembraron en el país correspondieron a semillas
de mostaza, tomate, y vid, las cuales en total representaron el 0,008% de la
superficie total de semilleros transgénicos.
◤⮚ En la temporada 2016/2017
industria semillera chilena
totalizó exportaciones
(exportaciones físicas de
semillas + servicios de
investigación y desarrollo)
por US$ 338.5 millones.
⮚ De éstos, US$ 71 millones,
equivalentes al 21% del total
de las exportaciones,
correspondió a exportaciones
de semillas transgénicas.
⮚ A su vez, US$ 21,5 millones,
equivalentes al 6,4% del total
de las exportaciones
correspondió a servicios de
investigación y desarrollo con
semillas de tipo transgénicos
en Chile.
◤Investigación en el desarrollo de cultivos transgénicosen Chile
Ø La mayoría de los estudios desarrollados en Chile se han centrado en algunas
especies forestales (pinos, eucaliptos, álamos) y en algunas especies agrícolas
(papas, melones, uvas, cerezas y duraznos).
Ø Treinta y dos proyectos de investigación con cultivos transgénicos han sido
financiados por agencias públicas en Chile desde 1991, con una inversión pecuniaria
total de US $ 16.2 millones. Este monto no considera contrapartidas privadas
(pecuniarias o no pecuniarias).
Ø El INIA (Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias) lidera este ranking, con
16 proyectos de investigación y una inversión total de US $ 8,3 millones, que
corresponde al 51,4% de la inversión total.
◤
Ø Otras ocho instituciones de investigación han obtenido financiamiento: seis
universidades y dos centros de investigación (CEAZA y Fundación Chile). Estos 32
proyectos de investigación involucran al menos doce especies de plantas diferentes,
incluida la uva de mesa (7 proyectos), la papa (4 proyectos), carozos (melocotón,
ciruela, cereza; 4 proyectos), entre otros. A su vez, se han aprobado 6 proyectos de
investigación en árboles (3 en Eucalyptus y otros 3 en Pinos).
◤
Ø Diecisiete de estos proyectos están relacionados para mejorar la resistencia a
distintos tipos de estrés biótico, como enfermedades virales, bacterianas y fúngicas.
Ø Otros nueve proyectos tuvieron como objetivo desarrollar tolerancia a estrés abiótico
como sequía, salinidad y frío).
Ø Dos proyectos fueron concebidos para obtener características demandadas por los
consumidores como mejorar el dulzor en manzanas y generación de uvas sin
semillas.
Ø Otros 2 proyectos se han relacionado con biofortificación (aumento contenido de
vitamina A en manzanas y carotenoides en canola) y 1 proyecto tuvo como objetivo
generar pinos tolerantes a herbicidas.
◤
◤
Ø En el período 1991-2000 sólo se desarrollaron 8 proyectos de investigación, mientras
que 21 comenzaron entre 2001 y 2010.
Ø Vale la pena señalar que 16 proyectos de investigación han sido financiados por
programas del Ministerio de Educación de Chile (FONDEF, FONDECYT y
CONICYT).
Ø Finalmente, se han implementado dos consorcios empresariales de investigación
tecnológica para mejorar la producción frutícola, un sector clave para las
exportaciones agrícolas chilenas. Ambos se centran en la genómica y el
mejoramiento genético en carozos y vides. Ninguno de los dos se incluye en la tabla
ya que no son proyectos de investigación individuales.
◤
Sistema regulatorio
Ø En el sector silvoagropecuario, el Ministerio de Agricultura ha autorizado la
multiplicación de material vegetal genéticamente modificado de propagación
(semillas), previa evaluación caso a caso y cumpliendo las medidas de bioseguridad
establecidas por la autoridad. Después de una serie de modificaciones realizadas a la
normativa desarrollada en el país desde el año 1992, fecha de la primera solicitud de
internación.
◤Actualmente son tres las resoluciones que regulan los OGM en el sector
silvoagropecuario:
Ø La Resolución Exenta Nº 1523 del año 2001, que establece normas para la
internación e introducción al medio ambiente de organismos vegetales vivos
modificados de propagación (OVVM). Ésta abarca importación; multiplicación en
campo; cosecha; exportación de la producción, medida de resguardo para los
remanentes, subproductos y desechos.
Ø La Resolución Exenta Nº 3970 del año 1997, que establece autorización para
consumo animal de maíz genéticamente modificado o GM con modificaciones para
resistencia a insectos (Bt), a glufosinato de amonio (Basta) y a glifosato (Roundup).
Ø La Resolución Exenta Nº 3136 del año 1999, que establece normas generales de
bioseguridad para los productos farmacéuticos de uso veterinario desarrollados
mediante procesos biotecnológicos y que contienen OGM.
◤
⮚ Por otra parte, la Ley de Bases del Medio Ambiente N° 19.300 modificada por la ley20.417 de 2010 establece que los proyectos de desarrollo, cultivo o explotación, enlas áreas mineras, agrícolas, forestales e hidrobiológicas que utilicen organismosgenéticamente modificados con fines de producción y en áreas no confinadas, esdecir que no cuenten con medidas que eviten polinización cruzada con otroscultivos, deben someterse a una Evaluación de Impacto Ambiental.
⮚ Esto implica que actividades agrícolas distintas a la producción de semillas yactividades de investigación de cómo deben someterse a esta Ley.
◤
⮚ Con el objeto de asegurar condiciones de inocuidad y características nutricionales, se
determinó un procedimiento basado en el conocimiento científico actualmente
aceptado, homologado con los Principios y Directrices de la Comisión del Codex
Alimentarius para alimentos obtenidos por medios biotecnológicos.
⮚ Estas normas consignan la responsabilidad del Instituto de Salud Pública como
organismo evaluador, el que deberá recomendar al Ministerio de Salud incorporar o
no un determinado evento a la nómina, se basa en el trabajo de un comité que
deberá evaluar diferencias y similitudes entre un alimento genéticamente modificado
y su homólogo convencional. Entre las dimensiones nutricionales y de inocuidad a
evaluar, se debe determinar toxicidad, efectos agudos, alergenicidad y efectos a largo
plazo.
◤Institucionalidad
Ø El Ministerio de Agricultura propone la política sectorial sobre OGM, con consulta a
los diferentes actores. Por su parte, el Servicio Agrícola y Ganadero, SAG, servicio
dependiente del Ministerio de Agricultura, tiene la facultad de regular los OGM.
Ø El SAG, a través de la Resolución Exenta N° 6966 del año 2005, crea el Comité
Técnico de OGM y su Secretaría Técnica. Esta última, conformada tanto por expertos
del SAG, como por asesores externos, es la responsable de realizar los análisis de
riesgo caso a caso. Para ello se analizan las solicitudes junto a la documentación
anexa y, posteriormente, se prepara un informe que recomienda a las divisiones
técnicas respecto de la decisión a tomar.
Ø Para cada aprobación, el SAG dicta una resolución que establece, entre otros
aspectos, la cantidad de material de propagación autorizado de importar (en el caso
que corresponda), lugar específico dentro del país donde se multiplicará la semilla,
medidas de bioseguridad y destino de los remanentes y/o subproductos.
◤Transgénicos y Bioseguridad
Ø Los riesgos que pudieran presentarse por el desarrollo y la adopción de cultivos
transgénicos, están contemplados en diferentes instrumentos regulatorios reconocidos
a nivel internacional. En todos ellos se contemplan evaluaciones relativas a la salud
humana y al medio ambiente.
Ø Sin embargo, es necesario tener en mente que los riesgos de los cultivos transgénicos
son:
I. Salud: depende de la naturaleza del gen y su proteína que se consumirá y no del
proceso de obtención.
II. Medio ambiente: a) Flujo de polen a especies nativas (sexualmente compatibles).
b) Efectos sobre organismos no blanco.
c) Desarrollo de resistencia a pesticidas.
◤
Ø Análisis de riesgos de un transgénicos a nivel de alimentación
Genes y proteínas Cultivo
Origen Características morfológicas, fisiológicas y
agronómicas
Caracterización molecular Composición
Inserto / copias / integridad Estudios de alimentación en animales:
aptitud alimentaria
Historia de uso seguro Características organolépticas
Función / especificidad / modo de acción
Niveles y patrones de expresión
Toxicología / alergenicidad
- Homología de secuencia
- Digestibilidad
- Toxicidad aguda / subcrónica
◤Análisis de riesgo ambiental y medidas de bioseguridad
Ø La presencia o cultivo de variedades agrícolas transgénicas en diversas zonas del
planeta, podría plantear riesgos para la presencia o viabilidad de otras especies, lo
cual es también un aspecto a revisar durante los procesos de liberación bajo
regulación.
Ø En general y atendiendo a las metas de protección en los ámbitos fito/zoo-sanitario,
ecológica y medioambiental, se realiza un análisis de toda la información científica y
tecnológica relevante.
Ø Al igual de los cultivos convencionales, los cultivos GM requieren de diversas
prácticas agrícolas que son normalmente un factor de perturbación del suelo, la
vegetación y el uso de otros recursos naturales. Un riesgo adicional debería ser
causado sólo por el efecto de la modificación genética y hasta ahora, en diversas
regiones se ha concluido que si tales riesgos existen, pueden ser manejados con
diversas medidas de bioseguridad.
◤Riesgo planteado Resultado del análisis de
riesgo
Medida de bioseguridad
Efecto de proteínas
bioinsecticidas sobre
organismos “no blanco” (no son
plaga ni objetivo de la
modificación genética)
Diversas proteínas del tipo Cry
utilizadas en cultivos Bt no
tienen efectos tóxicos sobre
grupos como chinitas, abejas,
avíspas, arañas, etc
Establecer umbrales y dar
seguimiento a posibles cambios
en la toxicidad de los
bioinsecticidas
Efecto de cultivos que controlan
a larvas de insectos sobre la
resistencia de las mismas
plagas a los bioinsecticidas
La aparición de resistencia a
métodos de control (plaguicidas
sintéticos, enemigos naturales,
bioinsecticidas), ocurre con la
misma frecuencia.
Estrategia del uso de “refugios”
(5-20% de plantas
susceptibles), para disminuir el
posible aumento en la
reproducción de individuos
mutantes resistentes
Posible entrecruzamiento con
variedades convencionales o
silvestres, compatibles
sexualmente
El entrecruzamiento es posible
a distancias y por los medios de
polinización características de
cada especie.
Para especies de polinización
por aire, debe haber distancias
mínimas y plantas
convencinales en los bordes,
para capturar el 99% del polen.
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Ø Aunque las plantas transgénicas prometen ser la fuente de alimentos y compuestos
farmacológicamente activos para el futuro, su liberación y uso debe ser rigurosamente
reglamentado y considerar estrictamente los riesgos expresados.
Ø Hasta la fecha, los países en los que se han introducido en los campos cultivos
modificados genéticamente no se ha observado ningún daño significativo ni a la salud
ni al medio ambiente.
Ø Sin embargo, el hecho de que hasta ahora no se hayan observado efectos negativos
no significa que tales efectos no puedan surgir.
Ø La FAO apoya un sistema de evaluación de base científica que determine
objetivamente los beneficios y riesgos de cada OMG.
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