Docente: Jennifer Gutiérrez

Estudiantes :Luisa Barahona

Biología molecular Quinto semestre

Universidad De Cundinamarca Facatativá 2015

LABORATORIO DE GRANJA: APLICACIÓN DE INVESTIGACIÓN EN GENÉTICA Y GENÓMICA DE PLANTAS PARA EL MEJORAMIENTO DE

CULTIVOS

Publicado el: 10 de junio 2014

Editor Académico: Sophien Kamoun, El Laboratorio Sainsbury, Reino Unido

Afiliaciones: Departamento de Fitopatología y el Centro del Genoma de la Universidad de California, Davis, Davis, California, Estados Unidos de América, El Bioenergía Instituto Conjunto, Emeryville, California, Estados Unidos de América

Publicado por: Pamela C. Ronald

RESUMEN

Durante los últimos 300 años, la investigación en ciencias planta ha proporcionado conocimientos y tecnologías importantes para el avance de la sostenibilidad de la agricultura. En este ensayo, describo cómo los avances de investigación básica se han traducido en el mejoramiento de cultivos, explorar algunas de las lecciones aprendidas, y discutir el potencial de contribución actual y futuro de las tecnologías de mejora genética de plantas para continuar para mejorar la seguridad alimentaria y la sostenibilidad agrícola.

INTRODUCCIÓNHay oportunidades significativas en la investigación en ciencias de la planta:• porque el mantenimiento actual de consumo de alimentos per cápita, sin

aumento en el rendimiento, y ninguna disminución en la post-cosecha y residuos de alimentos, requeriría una casi duplicación de la superficie

•  porque la mayor parte de las tierras cultivables de la Tierra ya está en producción y lo que queda se está perdiendo a la urbanización, la salinización, la desertificación y la degradación ambiental, la expansión de las tierras de cultivo no es un enfoque viable para la seguridad alimentaria de tierras de cultivo en el mundo para el año 2050

PLANTA DE INVESTIGACIÓN TRASLACIONAL

descubrimientos de la investigación básica que se aplican a la mejora agronómica

herencia en una planta modelo, como la planta genéticamente manejable Arabidopsis

se pueden aplicar a los cultivos para acelerar el Fito mejoramiento

a investigación traslacional también incluye enfoques no genéticos para mejorar el rendimiento del cultivo o la calidad que emanan de la investigación fundamental en las plantas

como la investigación sobre la eficiencia del uso del agua de los cultivos.

Mejoramiento GenéticoPor 10.000 años, se han alterado la composición genética de los cultivos, primero a través de la domesticación primitiva y, en los últimos 300 años, el uso de métodos más sofisticados

comercializaron las primeras semillas híbridas

Los híbridos heredan sus rasgos agronómicamente útiles, tales como alto rendimiento, resistencia a enfermedades y tolerancia a estrés ambiental, a partir de dos padres genéticamente distintos.

mejoras genéticas incluyen mutagénesis

mutaciones al azar por tratamiento químico o radiación, y el cruzamiento de especies relacionadas

Ejemplos de cultivos generados a través de la hibridación interespecífica incluyen muchas variedades de cítricos, como las variedades de naranja, limón, lima y pomelo.

Hoy en día casi todo lo que comemos es producido a partir de semillas que han sido alterados genéticamente

TECNOLOGÍAS GENÉTICASlos científicos y los criadores han utilizado las nuevas tecnologías genéticas para desarrollar variedades de cultivos modernos.

Estos incluyen la selección asistida por

marcadores (MAS) ingeniería genética (GE)

ambos ya llevado al desarrollo de nuevas variedades de cultivos

 la edición del genoma, han surgido recientemente como teniendo una gran promesa para el mejoramiento de cultivos.

SELECCIÓN ASISTIDA POR MARCADORES

EN EL MAS identificar la "huella digital"

dos variedades con las características deseadas son de polinización cruzada, y el criador identifica aquellos descendientes que llevan la huella dactilar genética deseable, y elimina los que no lo hacen

ventaja de MAS en relación con otras técnicas de fitomejoramiento establecidos es que los investigadores pueden detectar variedades con la composición genética preferido sin necesidad de ensayos de campo grandes, ahorrando tiempo y mano de obra.

Los cultivos desarrollados a través de MAS tienen menos cambios genéticos relativos a los cultivos

la técnica del MAS es un poderoso método para introducir en las plantas de cultivo rasgos de sus parientes silvestres y de las variedades "primitivas"

el desarrollo de una nueva variedad de arroz tolerante a la inmersión (llamado arroz Sub1)

Existencia de una variedad local indio llamado FR13A (resistencia de inundación 13 A)

Aunque el arroz puede soportar la inundación superficial, la mayoría de las variedades de arroz morirán si completamente sumergido por más de unos pocos días

El uso de marcadores, que esté relacionado con el locus Sub1 ,EL equipo aisló la región genómica Sub1, lo que facilitó el desarrollo de marcadores adicionales

utilizan MAS para introducir Sub1 en una amplia gama de variedades de arroz preferidas por los agricultores, mientras que al mismo tiempo reducir al mínimo la introducción de rasgos indeseables ligados a la sumersión de tolerancia en el donante FR13A.

INGENIERÍA GENÉTICAHoy en día, más de 30 años después, podemos ver cómo la investigación básica de Chilton, Marc van Montagu, Jeff Schell, y sus colegas, que dilucidar los mecanismos moleculares con las que el patógeno bacteriano Agrobacterium tumefaciens transfiere ADN para plantar los ejércitos, se ha traducido al mundo real aplicación de la ingeniería genética de plantas

considere el algodón Bt, que contiene una proteína bacteriana llamada Bt que mata las plagas, como el gusano del algodón, sin dañar los insectos beneficiosos y arañas.

Bt es benigno para los seres humanos, por lo que los agricultores orgánicos han utilizado aerosoles Bt y otras formulaciones como su principal método de control de plagas durante 50 año

os beneficios económicos de la plantación de algodón Bt se extienden más allá de la granja y en la comunidad

EDICIÓN DEL GENOMAalterar secuencias de ADN en las células vivas

se puede utilizar para introducir una variación genética sin transgénesis

se puede utilizar para volver a crear de origen natural mutaciones en variedades de élite de los cultivos.

OTROS ENFOQUES

técnica para la introducción de la variación genética se induce a través de mutagénesis tratamiento químico o radiación 

facilita la identificación y el despliegue de las variantes de genes que codifican rasgos agronómicamente importantes

Este enfoque ha sido particularmente útil para mejorar cultivos poco estudiadas. Por ejemplo, las variantes de melón han sido identificados a través de laboreo que han mejorado la vida útil 

TRASLACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN BÁSICA

A LA PRESTACIÓN DE SUBSISTENCIA AGRICULTORES

ha habido relativamente poca inversión del gobierno mundial en la financiación de la ciencia básica de la planta y en la traducción de estos descubrimientos en los cultivos de alimentos beneficiosos para los agricultores en los países menos desarrollados.

La Fundación Rockefeller fue fundamental en la financiación del desarrollo de Golden Rice, un arroz transgénico enriquecido para provitamina A, que se espera que sea liberado pronto.

Un informe estima que la mejora de vitamina A nutricional obtenida de comer arroz con vitamina A podría prevenir la muerte de miles de niños pequeños cada año

El Agua de Maíz Eficiente proyecto África (WEMA) de otra asociación público-privada importante, que tiene como objetivo desarrollar tolerante a la sequía y protegido contra insectos del maíz utilizando mejoramiento convencional, el MAS, y la biotecnología

CONCLUSIONES

• Regulaciones costosas también obstaculizan la creación de pequeñas empresas que desean traducir los descubrimientos en genética vegetal en empresas comercialmente viables.

• Un tema relacionado, que se aplica a la mayoría de semillas desarrolladas por corporaciones (convencionales o genéticamente modificadas) [73]), es que los derechos de propiedad intelectual restringen el intercambio de recursos genéticos.

• El predominio reducido de empresas multinacionales de semillas puede aliviar las preocupaciones de los consumidores, algunos de los cuales se oponen a la genética de plantas modernas, ya que lo ven como una herramienta de las grandes corporaciones.

• la traducción continua de la investigación básica en el mejoramiento de cultivos tangible dependerá no sólo de la propia investigación, sino también en la comunicación de la función vital que la agricultura y la planta genética juega en la vida de todos

Bibliografía• Royal Society T (2009) Reaping the benefits: science and the sustainable

intensification of global agriculture. Society TR, editor. London: The Royal Society.

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• 3.Waggoner PE (1995) How much land can ten billion people spare for nature? Does technology make a difference? Technol Soc 17: 17–34.– View Article– PubMed/NCBI– Google Scholar

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