Aplicaciones

Al tratarse de productos de tecnologías para el mejoramiento genético de vegetales, los cultivos biotecnológicos tienen diversas aplicaciones que se desarrollan exitosamente en México y en el mundo, tanto por grupos de investigación públicos y privados. Su aprovechamiento de tipo público o privado, depende de otros aspectos de la regulación. Pero en términos del proceso de innovación, son definitivamente una alternativa viable, un complemento poderoso y una herramienta aún accesible para muchos países.

Generaciones cultivos transgénicos y la actual línea de producción

La llamada primera generación, disponible a mediados de los noventas incluyeron cultivos con larga vida de anaquel; los primeros desarrollos con resistencia a plagas de insecto a través de un tipo de proteínas de origen bacteriano (de la especie Bacillus thuringiensis, abreviado Bt) y de uso comercial, denominadas también variedades Bt. Asimismo, varios ‘eventos biotecnológicos‘ (con distintos tipos de genes para varios cultivos), que confieren resistencia a ciertos herbicidas, lo que permite un control efectivo de malezas.

También se liberaron algunos cultivos (calabaza, papaya), que fueron transformados para resistir infecciones virales, a través de un mecanismo llamado “protección cruzada” que es análogo a una vacuna, pero genética. Nuevas variedades con otros atributos agronómicos los han ido sustituyendo, en general, con mejores resultados y menores riesgos (por ejemplo, ya no se les incorporan genes de selección que confieren resistencia a antibióticos, que generaron preocupación sanitaria en el pasado).

En una segunda generación se crearon nuevos cultivares Bt de maíz, algodón, papa, canola, utilizando la gran variedad de genes bioplaguicidas disponibles en la naturaleza, que extienden la resistencia contra larvas fitófagas [1] de polillas, mariposas, escarabajos y para otros tipos de insectos, aún en evaluación. Este efecto se logra sin afectar a artrópodos benéficos (catarinas, avispas, arañas), especies silvestres no agrícolas (como la “mariposa monarca”Danaus plexippus) u otros tipos de fauna y flora. No obstante se ha adoptado mucho el cultivo de soya resistente a herbicidas, como la tecnología dominante.

La tercera generación, que aún se encuentra bajo rigurosos procedimientos regulatorios para su aprobación, incorporan atributos similares, pero ahora con beneficios potenciales a los consumidores, como: perfil más sano de ácidos grasos (más ácidos grasos poliinsaturados, libre de derivados trans), proteína de mayor calidad, incorporación funcional de nutrientes como vitaminas (Vitamina A), hierro o remoción de factores como elementos alergénicos (gluten de trigo).

Por el lado agronómico y ambiental, existen ya varios ejemplos de cultivos con resistencia a la sequía, al calor y a bajas temperaturas a través de varias estrategias. Se ha obtenido variedades vegetales con tolerancia a suelos salinos, ácidos o calcáreos; otras con potencial para mejor aprovechamiento de macronutrientes (nitrógeno y fósforo). Además han surgido nuevas tecnologías para alterar funciones particulares en ciertos cultivos, a través de la llamada “interferencia de mensajeros”, que evita la producción de ciertas proteínas propias o externas del organismo modificado, utilizando un proceso natural de regulación genética que sucede en todos los organismos [2].

Tecnologías actualmente en uso y mejoramiento.

Cultivos agrícolas que resisten el ataque de insectos plaga

Se han obtenido diversas variedades GM de papa, algodón, maíz y otras verduras, que son capaces de eliminar a las larvas que consumen vorazmente sus tejidos. Esto se llevó a cabo utilizando genes modificados de bacterias que están normalmente presentes en campos agrícolas, y que son enemigos naturales de algunos insectos.

Estas bacterias producen proteínas con actividad insecticida, las cuales se ha usado en aplicaciones de jardinería tradicional y en agricultura orgánica. Con ingeniería genética ahora la planta produce esta sustancia en sus tejidos; cuando las larvas se enferman y mueren, se evitan los daños en las hojas, flores y frutos recuperando el rendimiento.

La gran ventaja es que este tipo de proteínas no afecta la digestión de los humanos ni tampoco la presencia de otros insectos benéficos. Por lo tanto reduce mucho en la aplicación insecticidas, los que usados en exceso, tienen un impacto negativo en el ambiente. Para los agricultores esto representa también tener mejores rendimientos, de calidad y también, reducir los costos de producción del cultivo.

Cultivos agrícolas que permiten controlar malezas

En los campos agrícolas los cultivos crecen en presencia de yerbas y otras plantas que compiten por luz, agua y nutrientes que pueden reducir su rendimiento y atraer plagas. Hay diversas formas de controlarlas utilizando maquinaria, agroquímicos (otros tipos de herbicidas) o desyerbe manual, que incrementan el costo de producción.

Desde los 90 existen variedades de soya, algodón, maíz y otras, que tienen ahora la capacidad de degradar uno o varios tipos de herbicidas, de modo que al aplicarlo durante el cultivo, se eliminan las malezas sin afectar al cultivo en crecimiento. Los herbicidas aplicados en cantidades adecuadas no afectan a otros organismos y se degradan en el suelo (ver glifosato).

Cultivos agrícolas que no se infectan con virus

Las plantas y los cultivos son atacados por diversos virus vegetales que afectan su crecimiento y desarrollo, y finalmente afectan notablemente la calidad de los productos agrícolas. La dispersión y reproducción de estos virus solo puede impedirse, o retardarse, controlando a otra plaga o vector que los transportan (vectores) o con variedades que los toleran.

Ahora se aprovecha una especie de ‘vacuna’ que protege a las variedades que poseen cierta parte de la información genética del virus, permitiendo un control notable de infecciones y daños, que se ha aplicado en calabazas, papayas, coles y frijoles. (Ver protección cruzada, tecnología de interferencia),

Cultivos con mayor contenido de precursores de la vitamina A

El licopeno y el β-caroteno son compuestos similares a otros lípidos (ácidos grasos) y son antioxidantes que contribuye al color rojo de los frutos maduros; neutraliza a ciertas moléculas tóxicas naturales, denominados ‘radicales libres’ que se producen en el organismo y que llevan al envejecimiento celular y al desarrollo de enfermedades cardiovasculares y ciertos tipos de cáncer.

Participan en la síntesis de moléculas necesarias para la función visual. Se pueden aumentar los niveles de estos compuestos agregando los genes que codifican a las enzimas que intervienen en su síntesis, tanto en el mismo jitomate, como incorporándolo a cereales como el arroz, lo cual ha hecho posible el desarrollo del ‘arroz dorado’, dirigido a combatir la propensión a la ceguera nocturna de millones de niños en el sudeste asiático.

Cultivos agrícolas que tienen mayor vida de anaquel

Al cosechar frutos y legumbres se aceleran procesos de maduración que generan cambios en color, textura y sabor de los mismos. Esto puede complicar el traslado de los productos agrícolas y representa un porcentaje importante de pérdidas en los mercados, especialmente en frutos tropicales y verduras de cáscara delgada.

Al ‘apagar’ parcialmente el programa de maduración, modificando genes y proteínas de la misma planta que regulan estos procesos, es posible alargar el período de frescura del producto, permitiendo que se comercialice mejor, se exporte y conserve su valor nutricional y atractivo visual. Esta aplicación en jitomate fue el primer ejemplo de la agrobiotecnología comercial y ahora se aplica también en melones, mangos, papayas.


[1] Fitófagas: que comen plantas (φυτον [fiton]=planta; φαγειν [fagein]=comer)
[2] El primer evento reciente y exitoso en cultivos agrícolas, se desarrolló en la institución pública de I+D agropecuaria de Brasil (EMBRAPA), que generó frijoles resistentes a un virus vegetal, el cual, se transmite por insectos.