Diapositiva 1

1
Mejoramiento Genético Nativo y el Maíz
transgénico en México Antonio
Turrent-Fernández José Antonio Serratos-Hernández
Alejandro Espinosa Calderón
2

• Argumentos en pro de la liberación comercial del
  maíz transgénico en México
• Se conoce la biología reproductiva del maíz y
  del Teocintle, lo que nos permite sembrar
  comercialmente maíz transgénico y a la vez
  impedir el flujo de ADN transgénico hacia el maíz
  nativo. Esto puede lograrse con aislamiento
  geográfico y fenológico. Además, los centros de
  diversidad de maíz pueden ser protegidos en áreas
  de exclusión.
• En su mayoría, los materiales genéticos nativos
  ya han sido colectados y caracterizados y están a
  salvo en los Bancos de Germoplasma. Se puede usar
  estos recursos para descontaminar regiones
  aisladas.
• La domesticación del maíz ocurrió en el pasado
  lejano. Es mejor dejar que la ciencia moderna se
  haga cargo de cualquier mejoría posterior.
• Después de todo, ya habido erosión genética
  significativa de esos recursos genéticos queda
  poco en el campo y ya está resguardado.
• Cualquier flujo de AND transgénico hacia el
  germoplasma nativo es una ayuda más que un daño
  para el productor de escasos recursos.

3
En resumen El Mejoramiento Genético Nativo no
existe en Mesoamérica, o es irrelevante para
México y el mundo. Y por lo tanto Porqué
oponerse a la siembra comercial de maíz
transgénico en México?
4

• Es necesaria la liberación comercial del cultivo
  de maíz transgénico para alcanzar la seguridad
  alimentaria de México?
• Seguridad alimentaria Potencial productivo
  actual del campo
• 
  mexicano excluyendo al maíz transgénico
• Diversidad genética de maíz Hipótesis de
  coexistencia del maíz
• 
  transgénico y las razas nativas de maíz
• 
  
• Impacto ecológico Hipótesis T-ADN-R como
  alternativa óptima o única
• a los
  agropesticidas
• Salud pública Hipótesis de inocuidad alimentaria
  y nula transferencia
• horizontal
• Impacto cultural SILENCIO
• Estrategia oligopólica control del mercado de
  semillas SILENCIO

5
Análisis del potencial productivo actual de maíz
en la República Mexicana
SEGURIDAD ALIMENTARIA
Instituto Nacional de Investigaciones Forestales,
Agrícolas y Pecuarias INIFAP
6
Concepto de potencial productivo de maíz en México

• El concepto de potencial productivo de grano de
  maíz es similar al concepto de reservas probadas
  de petróleo.
• La producción anual de grano de maíz se
  asemejaría a la extracción anual de petróleo.

7
Estudios sobre el potencial productivo de maíz en
México

• Laird, 1963
• Turrent, 1986
• INIFAP-PRONAMAT, 1991
• Actualización Turrent et al., 1996
• Actualización Turrent et al., 2004

8
2000 experimentos de maíz de temporal conducidos
entre 1952 y 1980

Estratos climáticos
Estratos edáficos
Plano profundo
Ladera profundo
Plano delgado
Ladera delgado
P/E
Ta
lt 0.5 lt18 109
107
95 3
18-23 28
12 34
5 gt23
1 0
0
5 0.50-0.69 lt18 32
14
21 5
18-23 1
2 4
0 gt23
7 14
16
6 0.70-0.89 lt18 92
49
45 5
18-23 21
2 25
20 gt23
17 4
4
7 0.90-1.29 lt18 206
47
87 40
18-23 86
20 39
9 gt23
56 20
31
8 1.30-2.00 lt18 19
14
22 5
18-23 6
1 4
0 gt23
70 8
26 12
gt2.00 lt18 74
43
36 15
18-23 15
5 1
10 gt23
55 18
10 3
TOTALES 895
380 500
158
9
Clasificación de las tierras de labor de temporal
de México, según cinco Provincias Agronómicas
Provincia Agronómica Superficie (ha) Cociente P/E Espesor del suelo
Muy Buena Productividad 5 101 872 0.9 a 2.0 Profundo
Buena Productividad 3 294 794 gt2.0 Profundos y delgados
Mediana Productividad 8 724 183 (a) 0.7 a 2.0 (b) 0.5 a 0.9 a. Delgados b. Profundos
Baja Productividad 4 617 861 (a) 0.5 a 0.7 (b) lt 0.5 a. Delgados b. Profundos
Tierras marginales 3 748 984 lt 0.5 Delgados
SUMA 25 484 694
10
Estudios recientes para ampliar el potencial
productivo de maíz en México

• Hay 2 millones de ha de labor en 8 estados del
  Sur-Sureste que por no disponer de riego se
  cultivan bajo temporal y descansan durante el
  ciclo OI. Sin embargo, tienen acceso a fuentes de
  agua renovable y podrían cultivarse dos veces al
  año si se las dotara de infraestructura
  hidroagrícola.
• En los ciclos OI 97/98 y 98/99 el INIFAP condujo
  experimentos en 10 localidades representativas
  del Sur-Sureste, como segundo cultivo bajo riego.
  Los resultados sugieren que la tecnología actual
  del INIFAP permitiría obtener rendimiento
  promedio del orden de 8 ton/ha. Estos resultados
  están publicados en Agric. Técnica de México.
• El acondicionamiento de un millón de ha con
  pequeña irrigación, añadiría 8 millones de ton de
  grano al potencial nacional anual.
• Finalmente, queda el recurso inexplorado de la
  reserva de más de 9 millones de ha con potencial
  agrícola, que en la actualidad son subutilizadas
  bajo ganadería extensiva en el Sureste.

11
Potencial productivo de maíz en la primera mitad
del siglo XXI (desarrollo en los próximos 20 años)

• __________________________________________________
  ____
• ESCENARIO
  Producción en
• 
  millones de t/año
• __________________________________________________
  ____
• Actual
  29.0
• Más 1 millón ha del S-SE bajo riego
  8.0
• Más 2 millones ha bajo manejo
• agropecuario con riego en S-SE
  16.0
• TOTAL POTENCIAL
  53.0
• _____________________________________________
• Con 5.5 millones de ha de temporal más 1.5
  millones bajo riego

12
Conclusiones

• El campo mexicano cuenta con los recursos de
  tierra, agua, mano de obra y tecnología pública
  para producir 50 millones de ton anuales de maíz
  no-transgénico.
• Esta producción potencial es alcanzable en los
  próximos 20 años, en la medida en que el Estado
  Mexicano asuma las decisiones pertinentes, que
  incluyen la inversión para actualizar
  infraestructura hidroagrícola obsoleta y
  ampliarla, en investigación, enseñanza, extensión
  y otros servicios.

13

• Hipótesis de la coexistencia
• VARIAS PREGUNTAS PERTINENTES
• Qué le ha ocurrido al maíz desde su aparición en
  Mesoamérica?
• Está la diversidad genética del maíz de
  Mesoamérica congelada en el campo como lo está (o
  casi) en los bancos de germoplasma?
• Es la domesticación del maíz un proceso
  concluido o en progreso?
• En la comunidad agronómica hay consenso de que
  existe un proceso de mejoramiento genético nativo
  que es una prolongación de la domesticación.

14
Maíz
Origen del maíz Mesopotamia y Mesoamérica Hubo
propósito alguno en la selección? Continúa la
domesticación?
Híbrido
Teocintle
15
La diversidad genética observable sugiere
interacción con la mano del hombre caracteres
agronómicos insertos 330 generaciones de
productores 62 grupos étnicos Espacio
megadiverso Más de 50 razas nativas de
maíz Estudios etnobotánicos Interacción con
biota EJEMPLOS
16
RELACIONES ASOCIATIVAS CON MICROORGANISMOS Raíces
adventicias de la raza Olotón en la Sierra
Mazateca. Material mucilaginoso

Plantas de vigor sobresaliente
17
(No Transcript)
18
Relaciones asociativas multipropósitodel maíz

• Más de 50 de frecuencia de este carácter en
  esta raza de la Sierra Mazateca de Oaxaca.
• Tesis de MC dirigida por el Dr. Ronald Ferrera
  del CP
• 36 de 46 aislamientos del mucigel mostraron
  capacidad de fijación de N. Los géneros
  involucrados fueron Pseudomonas, Azospirillum,
  Derxia y Xanthobacter
• 6 aislamientos del mucigel y 3 de la Rizósfera
  mostraron actividad antibiótica contra
  Rhizoctonia, Sclerotium y Fusarium
• 3 de 96 aislamientos del mucigel y de la
  Rizósfera mostraron simultaneamente actividad en
  fijación de N, antibiosis y disolución de P del
  suelo Azospirillum, Citrobacter y Enterobater

19

• Algunas preguntas pertinentes
• Cual es el costo/beneficio para la planta
  glucosa y qué más? Cómo atraer socios deseados y
  repeler invasores?
• Cómo es que ocurre esto?
• Cuanto N, P, vigor y protección para el maíz?
  Geneticamente controlado?
• Si tal fuera el caso Se trata de un proceso
  por pasos que requirió más de una mutación? Cómo
  se armó todo esto?
• Cual fue el mecanismo genético para alcanzar una
  alta frecuencia del carácter en poblaciones de
  maíz sin desnaturalizar las frecuencias de alelos
  características de la raza Olotón?
• Quien hizo este mejoramiento genético y cual su
  horizonte de tiempo?
• Hernández X. se preguntaba (1) Cuales fueron los
  propósitos de la selección del maíz bajo
  domesticación , y (2) Cuales mecanismos
  genéticos fueron usados en ausencia de los
  conocimientos de la genética moderna?

20
Algunos caracteres frecuentes en las razas
nativas de maíz

• Alta calidad de proteína
• Alto contenido de aceite en el germen
• Resistencia a algunas plagas y a enfermeda- des
  del follaje, raíz y mazorca
• Resistencia a plagas y enfermedades del almacén
• Adaptación a hiperacidez del suelo
• Adaptación a hiperalcalinidad del suelo
• Relaciones asociativas con microorganis-mos para
  la fijación de N, disolución de P, resistencia a
  enfermedades de la raíz etc.

21

• El Mejoramiento genético nativo del
• Maíz (proceso de domesticación)
• Hernández X. estudió este fenómeno en sus
  exploraciones Etnobotánicas en México, Guatemala,
  Cuba, Colombia, Ecuador y Perú sus observaciones
  son
• El campesino cultiva varios tipos de maíz
  (granos, texturas, color, precocidad, etc.) y aún
  razas, en sus predios (Simpátricos)
• 2. Es cuidadoso observador de la naturaleza,
  siempre en la búsqueda del mejor maíz para cada
  nicho edafoclimático ladera, suelo profundo o
  somero, fecha temprana o tardía de siembra,
  viento, sequía, helada, resistencia a plagas,
  etc.
• 3. El productor conoce del efecto de la
  polinización entre plantas conoce las
• diferentes fechas de floración de sus tipos
  de maíz
• 4. La mujer tiene el conocimiento preciso sobre
  el mejor tipo de maíz para cada
• uso específico ella es la encargada de la
  selección de la semilla para la
• siembra aplica una alta presión de
  selección (1)
• 5. Intercambia su maíz con vecinos y trae
  materiales prometedores a veces de grandes
  distancias, para su prueba y eventual
  introducción como variedad o como progenitor
  (Alopatría).

22

• El mejoramiento genético nativo
• Los elementos centrales de este sistema parecen
  ser
• La introducción colectiva y continua de nuevos
  materiales y su hibridación con el material
  local
• La recirculación del material genético entre los
  predios,
• muestreando varios nichos edafoclimáticos
• 3. La selección de mazorcas y semillas como
  mecanismo conductor del mejoramiento, siguiendo
  un consenso cultural sobre el tipo ideal de
  mazorca y semilla para cada uso
• 4. La repetición multilocalidad de este proceso y
  por prolongados períodos de tiempo
• 5. Repetición en paralelo en 59 razas nativas de
  maíz
• Hace por lo menos 60 años que los materiales
  genéticos
• del INIFAP se han infiltrado a las razas nativas
  por este
• mecanismo, y más recientemente, también
  materiales exóticos de clima templado.

23

• . El número de genotipos posibles de la especie
  es casi infinito 3 alelos de 3000 genes del
  repertorio Zea mays L. Subsp. mays generarían
  101431 genotipos posibles. En contraste, los
  pequeños productores mexicanos siembran cada año
  1010 genotipos, mientras hay sólo 109 semillas
  congeladas en todos los Bancos de Germoplasma.
• El número de genotipos que no ha aparecido es
  infinito.
• La búsqueda mediante el MGN de esos genotipos
  no-natos es justificable por (a) la inmensidad de
  su operación en paralelo, (b) por ser México el
  mayor centro de diversidad genética de maíz, y
  (c) porque la humanidad va a necesitar esos
  nuevos genotipos para sus agroecosistemas en
  deterioro progresivo.
• . Estimamos que hay alrededor de un millón de UP
  (lt2ha) de 62 grupos étnicos mexicanos practicando
  el MGN de 59 razas nativas de maíz.

24

• HIPÓTESIS DE COEXISTENCIA
• Acumulación progresiva-irreversible del ADN
• transgénico en las Razas Nativas de maíz después
  de la liberación comercial de maíz transgénico
  
• Habrá CONTAMINACIÓN GENÉTICA
• predecible a partir de
• Las prácticas de campo del Mejoramiento Genético
  Nativo.
• Características de la segunda oleada de maíz
  transgénico.
• La Biología reproductiva del maíz.
• La etapa actual de la tecnología del ADN
  recombinante.

25
La primera oleada de maíz transgénico Su genoma
residente (no transgénico) está adaptado a la
faja maicera EEUU es vulnerable a los agobios
bióticos y abióticos del agroecosistema mexicano,
tales como enfermedades, sequías, fotoperíodo,
hiperacidez del suelo, etc. Sus progenies con RNM
son competidoras pobres de las mismas RNM. La
contaminación genética provocada es de frecuencia
baja aunque geográficamente amplia. La segunda
oleada de maíz transgénico Su genoma residente
ha sido mejorado genéticamente para México ha
sido exitoso bajo riego y buen temporal.
Independientemente de su inserto transgénico, sus
progenies con las RNM manifestarán heterosis y
serán buenos competidores de las RNM. Las
posibilidades de introgresión transgénica son
cuánticamente superiores.
26

• Rasgos de la Biología reproductiva del maíz
• gt 95 del polen fecundante viene de plantas
  vecinas.
• Veinte millones de granos de polen por planta y
  unos 500 embriones.
• 10 cromosomas que contienen colectivamente unos
  50 mil genes cada cromosoma tiene dos
  cromátidas, una por progenitor.
• Intercambio de ADN entre cromátidas hermanas
  durante la meiosis alrededor de uno a tres
  quiasmas ubicados al azar en cada evento.
• Estrategia diseñada para desplegar la diversidad
  de las especies y enfrentar los agobios bióticos
  y abióticos.

27

• Algunos rasgos de la tecnología del ADN
  recombinante
• en su condición comercial actual
• (Con implicaciones en la transformación por vía
  sexual)
• El inserto transgénico tiene status de quimera
  (ADN extraño al ADN residente, compite por
  recursos uso del ribosoma, energía, aminoácidos
  y otros insumos). Carece de mecanismo
  encendido-apagado.
• El promotor más común es CaMV35S de origen viral.
  
• Ubicación del inserto impredecible a priori
  cualquier cromosoma y cualquier locus.
• Se puede predecir que los 36 eventos transgénicos
  independientes presentes en EEUU y Canadá ocupan
  loci diferentes.
• El método biolístico ubica desde 0 hasta 50
  insertos por embrión y se sabe que los individuos
  con muchos insertos no son viables.

28
La interacción entre el maíz transgénico y las 59
razas nativas de maíz, amenaza la operatividad
del Mejoramiento Genético Nativo (MGN) en el
plazo largo

• Maíz nativo y MGN
• Polinización cruzada,
• Produce, conserva e inter-
• cambia su semilla con vecinos,
• Búsqueda activa de nuevos
• materiales para cruzarlos con los propios,
• Intercambio de ADN entre cromátidas en la Meiosis

• Maíz Transgénico y T-ADN-R
• Locus transgénico no controlado,
• Status de quimera,
• Mano corporativa libre en el genoma del maíz 36
  eventos independientes en loci diferentes,
  acumulables por cruzamiento sexual.

x
Segunda oleada de maíz transgénico en germoplasma
adaptado Transformación de progenies (activa y
pasiva) Acumulación de ADN-T en progenies
sucesivas Interferencia con el genoma
residente a plazo largo 50 años? Se debe
investigar bajo bioseguridad y condicionar
liberación comercial
29

• Polémica dentro de la comunidad académica
• mexicana respecto a la acumulación de ADN
  transgénico en las razas nativas de maíz
• Irrelevante porque las especies saben cómo
• manejar el ADN no funcional disponen de
• mecanismos para silenciarlo, que desarrollaron
• en su evolución.
• Sumamente peligroso para la sobrevivencia de las
  
• razas nativas de maíz y su ancestro el
  teocintle
• riesgo de semiesterilidad, pérdida de vigor,
• granos defectuosos, pérdida de resistencia a
• agobios bióticos y abióticos.

30

• Hipótesis de la coexistencia
• Dos líneas por investigar
• Predicción de la velocidad de introgresión de
  ADN transgénico a las razas nativas una vez que
  se liberara la siembra de maíz transgénico al
  nivel comercial según lo prevé la LBOGM.
• 2. La existencia de un umbral de acumulación de
  ADN transgénico en las razas nativas, antes de
  que el ADN residente experimente interferencia en
  sus funciones vitales.

31

• Pertinente a la velocidad de introgresión
• Añadir la base cuantitativa a la descripción que
• hizo Hernández X. de los procedimientos del
• Mejoramiento Genético Nativo (el trabajo
• de Louette es un ejemplo)
• 2. Aportar más ejemplos de introgresión de los
• materiales híbridos sobre las razas nativas
  de
• maíz (la tesis de Maestría de Vega es un
  ejemplo)
• porque éste es el camino que seguirá la
  introgresión de ADN transgénico en los maíces
  nativos.

32

• Umbral de acumulación de ADN
• transgénico sobre razas nativas de maíz
• Hacer cruzas y retrocruzas de maíces
  transgénicos
• de eventos independientes con maíces nativos
  
• asistidos con técnicas moleculares, para
  acumu-
• lar dosis crecientes de ADN transgénico en
  las
• progenies
• Evaluar los comportamientos agronómicos de las
• progenies usando como testigo al material
  nativo
• hacer la caracterización molecular de los
• genotipos.

33

• Umbral de acumulación de ADN
• transgénico sobre 59 razas nativas de maíz
• BAJO CUARENTENA ISLAS MARÍAS?
• Plan para acumular 36 eventos transgénicos en 59
  razas nativas en cinco años, dos ciclos por año,
  cruzando con donadores transgénicos y
  retrocruzando tres veces hacia cada RNM usar
  técnica ELISA específica o bien pintado con
  herbicida para escoger individuos transformados.
  Conservar semilla remanente de individuos
  transformados y no.
• Durante el 9 ciclo se obtiene progenies con
  93.75 de germoplasma nativo y con cargas
  genéticas desde 0 hasta 12 eventos transgénicos
  en el 10 ciclo se acumula hasta 36 eventos
  transgénicos.
• Evaluar los comportamientos agronómicos de las
  progenies usando como referentes a los materiales
  nativos con 93.75 de germoplasma nativo
  germinación, morfología, vigor, deficiencias
  nutricionales, enfermedades, fase reproductiva,
  biomasa, índice de cosecha, etc.
• Anásis de ADN desde el 1 ciclo caracterización
  molecular de las poblaciones progenitoras diseño
  de primers y sondas específicas basándose en
  identificador único de la OECD del OGM y
  evaluaciones de bioseguridad de los países de
  liberación.

34

• Maíz transgénico como alternativa
• de los agropesticidas
• Hay 75 plagas insectiles del cultivo del maíz en
  México
• según J.A. Sifuentes del INIFAP (1985)
• El daño económico puede ser de 30 a 40 de la
  producción
• Entre las plagas insectiles de mayor importancia
  
• económica
• Gusano Cogollero Spdoptera frugiperda (J.E.
  Smith)
• Gallina Ciega Phyllofaga crinita (Bur)
• Doradilla Diabrotica virgifera (Krysan and
  Smith)
• Gusano Elotero Heliothis zea (Boddie)
• Pulgón Ropholosifum maidis (Fitch)
• Gusano Soldado Pseudaletia unipunctata (Haw)
• Araña Roja Paratetranychus stickney (McGregor)

35

• MANEJO AGROECOLÓGICO DE PLAGAS
• El gusano cogollero como ejemplo
• (Dr. Fernando Bahena INIFAP-Uruapan)
• El arsenal biológico de parasitoides del gusano
  cogollero en México es 40 especies que
  coevolucionaron con el maíz y con su plaga.
• En 85 localidades infestadas en Michoacán
  encontró 25 parasitoides que controlaron el 60
  de las infestaciones.
• También hay entomopatógenos, extractos de
  plantas y otros medios.
• Tendría gran sentido invertir de manera
  sustantiva en la investigación y desarrollo
  pertinentes para aprovechar este arsenal en
  beneficio de la ecología, la economía local y la
  generación de fuentes de empleo.

36

• Hipótesis de inocuidad alimentaria
• Tema de intenso debate internacional
• Énfasis en la inocuidad de la toxina
• (Escuela Norteamericana)
• Énfasis en la inocuidad del alimento
• transgénico (Escuela Europea)

37

• Escuela Europea
• Caso de Arpad Pusztai Rowett Institute,
  Aberdeen, Scotland
• Caso Irina Ermakova Russian Academy of Sciences
• http//www.gmwatch.org/archive2.asp?arcid7080
•       Ermakova I.V. Genetically modified
  organisms and biological risks. Proceedings of
  International Disaster Reduction Conference,
  Davos, Switzerland, August 27 September 1, 2006,
  pp.168-171.
• Title      The geography of risk special
  concerns for insular ecosystems and for centres
  of crop origins and genetic diversity.
• Source (in this edited volume)    
  Transboundary Movement of Living Modified
  Organisms Resulting from Modern Biotechnology
  Issues and Opportunities for Policy-makers. Regal
  yr1997 volKalemani J. Mulongoy, editor pg159
  -169
• LIBROS
• Jeffrey M. Smith. 2003. Seeds of Deception
  Exposing Industry and Governement. Lies about
  the Safety of the Genetically Engineered foods
  youre Eating. Yes! Books. Fairfield, Ia. 52556.
  289 pp.
• Jeffrey M. Smith. 2007. Genetico Roulette. The
  documented health risks of genetically engineered
  foods. Yes! Books. Fairfield, Ia. 52556. 319 pp.