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Publicaciones INIA Quilamapu
INFORMATIVO AGROPECUARIO
BIOLECHE - INIA QUILAMAPU
GOBIERNO DE CHILE
MINISTERIO DE AGRICULTURA
INIA QUILAMAPU
PRODUCCIÓN DE PLANTAS TRANSGÉNICAS
Aspectos de la Ingeniería Genética en la Agricultura.
Viviana Becerra V.
Ingeniero Agrónomo M.S.
Mario Paredes C.
Ingeniero Agrónomo, Ph.D.
Investigadores INIA-Quilamapu
La introducción de genes foráneos en plantas representa uno de los desarrollos más significativos en el continuo avance de la
biotecnología agrícola. La ingeniería genética es una tecnología complementaria a los métodos de mejoramiento genético convencional,
al incrementar la posibilidad de transferir genes de la misma o de diferentes especies, mejorando la producción y calidad de los cultivos.
A nivel mundial, las últimas décadas han sido las más activas en el campo de la biotecnología en plantas es así como, sólo durante
la década del 80, se introdujo y expresó el primer gen en plantas de tabaco, usando como vector la bacteria Agrobacterium tumefaciens.
La utilidad de este vector como medio de transporte, fue reconocida cuando se estableció que las agallas de la corona de las
plantas infectadas eran el resultado de la transferencia e integración de genes desde la bacteria hacia el genoma de las plantas. Las
razas virulentas de Agrobacterium contienen plásmidos Ti (ADN circular capaz de replicarse independientemente del genoma de la
bacteria) de gran tamaño, responsables de transferir genes y de la sintomatología propia de la enfermedad. Este plásmido ha
sido manipulado a través de ingeniería genética, para ser utilizado en transgenia (transferencia de genes de un organismo a otro).
Posterior a la transferencia del gen, la estabilidad (permanencia del gen) del mismo es crítica para la comercialización de las
plantas transgénicas. En el caso de Agrobacterium, la estabilidad ha sido medida a través de generaciones, cruzas y multiplicación
de semillas, demostrándose una alta respuesta a la técnica.
Las primeras plantas de importancia agrícola transformadas, fueron anuales y bianuales como tomate, papa, tabaco, lechuga,
raps, algodón, remolacha, apio, soya, alfalfa, lotera, zanahoria, y coliflor y perennes como nogal y manzano.
Por otro lado, las monocotiledóneas no han sido huéspedes fáciles para la transformación con Agrobacterium, como es el caso del
trigo, arroz y maíz. Debido a esta problemática, se redoblaron los esfuerzos para desarrollar sistemas de transferencia de
ADN. Actualmente, existe una gran variedad de técnicas que incluyen la microinyección, precipitación con fosfato de calcio, tratamiento
con polietilen glicol, la electroporación (o la combinación de ellos) y la pistola de genes. A través de ellas, se ha logrado la transformación
de las monocotiledóneas antes mencionadas. Al parecer, y en la forma como estas técnicas han ido progresando, en un futuro no
muy lejano casi todas las especies cultivadas podrán ser mejoradas con el uso de la Ingeniería Genética.
Las primeras transformaciones usaron protoplastos (células sin pared celular) como células receptoras de los genes. Actualmente, se
han desarrollado otros métodos de transformación están basados en "explantes" (partes de plantas) regenerables tales como
hojas, embriones inmaduros, tallos y raíces.
Uno de los mayores avances logrados recientemente en el campo de la Ingeniería Genética, ha sido el uso de la pistola de genes,
también conocida como biobalística. Este sistema se basa en la transferencia de ADN (gen) -a través de la pared celular- y
citoplasma, mediante el uso de microproyectiles. Estas balas (oro o tungsteno de 0,5-5 m m) son aceleradas a velocidades de uno a
varios cientos de metros por segundo, permitiendo la transformación celular del explante. De esta forma, la pistola de genes tiene
el potencial de permitir la transformación directa de genotipos comerciales en cereales. Sin embargo, los sistemas de transferencia de
ADN libre, antes de ser insertados, pueden causar desajustes cromosomales, ante lo cual un individuo podría carecer de genes vitales y/o el
gen transferido podría no expresarse.
La disponibilidad de sistemas de transformación eficientes para las especies cultivadas, tiene un alto interés para las compañías
de biotecnología, agroquímica y pesticidas. Las investigaciones realizadas han estado enfocadas a la ingeniería de características
relacionadas con el control de malezas, insectos y enfermedades de plantas.
En lo concerniente al control de malezas, se han desarrollado variedades transgénicas con tolerancia a herbicidas, lo que da
posibilidades de aplicar herbicidas de amplio espectro. El desarrollo de cultivos tolerantes a herbicidas permite un control de malezas
más eficiente y menos costoso. Generalmente, las plantas transgénicas resistentes a herbicidas son alteradas en el nivel y grado
de sensibilidad de la enzima afectada por éste, o mediante la incorporación de un gen que degrada el ingrediente activo del herbicida
una vez aplicado. Los cultivos transgénicos resistentes a herbicidas y disponibles en el mercado son varios. Entre ellos están la soya,
el algodón, el maíz, el raps y la remolacha.
La producción de plantas resistentes a insectos ha sido otra de las grandes aplicaciones de la transgenia, desde el punto de
vista económico y ambiental. En este caso, la tecnología usa las proteínas codificadas por genes de Bacillus thuringiensis, (B.t.),
cuyas razas son tóxicas a larvas de Lepidópteras, Coleópteras y Dípteros, pero inocuas a insectos benéficos. Los cultivos
transgénicos resistentes a insectos, que están disponibles en el mercado son tomate, tabaco y algodón, entre otros. Actualmente, otros tipos
de moléculas que confieren resistencia a diferentes insecticidas están siendo evaluadas en diferentes cultivos.
Por otro lado, la resistencia a enfermedades, como en el caso de la infección con el virus del mosaico del tabaco (TMV), ha tenido
una significativa importancia económica. En este caso, la resistencia ha sido lograda al expresar sólo el gen de la proteína protectora
del TMV en las plantas transgénicas. Este mismo sistema ha sido utilizado en la obtención de resistencia a TMV en plantas transgénicas
de tomate, tabaco y papas, e, incluso, para otros tipos de virus, como el virus de la alfalfa y el virus X e Y de la papa.
La producción de productos agrícolas transgénicos es un proceso complejo, lo cual debe ser abordado, principalmente, por un
grupo multidisciplinario de investigadores. El proceso incluye trabajos de laboratorio, evaluación y selección en el campo,
prácticas agronómicas, y producción de semilla básica.
En la actualidad, existe cierta preocupación en el consumo de productos transgénicos de parte de algunos consumidores. Ante
esta problemática, este tipo de productos son constantemente analizados para detectar posibles efectos adversos que pudieran tener
sobre la salud humana y el medio ambiente. Por lo tanto, cada empresa que produce un producto transgénico debe someterlo a
la aprobación y certificación de los organismos oficiales, antes de ser autorizados para su comercialización.
Proceso de transformación de una planta de tabaco resistente a glifosato mediante Agrobacterium tumefaciens.