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Frijol transgénico: consideraciones
preliminares para el ejercicio de
evaluación de riesgos ambientales
Los seis elementos principales de la formulación del problema
a) La biología del parental del transgénico.
b) La construcción genética, con énfasis en la expresión de los b)
La construcción genética con énfasis en la expresión de los
transgenes y los cambios fenotípicos y fenológicos esperados como consecuencia de la transformación genética. c) La identificación del medio receptor de los transgénicos. Esto incluye la presencia de organismos sexualmente compatibles con el transgénico y un inventario de especies que pudiesen sufrir daños
transgénico y un inventario de especies que pudiesen sufrir daños debido a la presencia el transgénico.
d) La identificación de objetivos de protección. Deben ser
d)
La identificación de objetivos de protección. Deben ser
relevantes a la evaluación, descritos en el marco legal o regulatorio, así como en otros documentos pertinentes a las políticas públicas de protección ambiental del país. Estos objetivos tienen que ser t ió
bi t l d l í E t
bj ti
ti
identificados en encenarios usualmente amplios, tales como protección del medio ambiente, de especies en riesgo de extinción, etc.
e) La familiaridad del comportamiento biológico esperado. Es importante notar
que cualquier posible impacto ambiental se deberá a la naturaleza de la modificación,
y no al método que se utilizó para efectuar la modificación. Por eso, es posible usar
modificaciones
difi
i
convencionales
i
l para predecir
d i ell comportamiento
t i t d
de un ttransgénico,
é i
según el concepto de familiaridad (NAS, 1989).
Si un cultivo convencional no ha tenido flujo genético con parientes silvestres y no
h mostrado
ha
t d tendencia
t d
i a ser maleza,
l
es poco probable
b bl que la
l versión
ió transgénica
t
é i sea
diferente. El maíz y el teosinte, por ej., han crecido a la par por milenios; se cruzan de
ven en cuando, y hay evidencia de flujo (maíces blancos con granos rojos o negros al
azar),
), pero
p
el maíz sigue
g siendo maíz y el teosinte sigue
g siendo teosinte.
El cambio de un gen o un par de genes en el mapa genético de maíz (50,000
genes) no puede inducir cambios a nivel de raza o variedad (la identidad de una raza o
variedad no depende
p
de la p
presencia o ausencia de un solo g
gen,, sino de una colección
de características; las razas y variedades son genéticamente dinámicas
f) El hi
historial
t i l de
d uso seguro de
d los
l genes/hospederos
/h
d
en otros
t
países
í
o en ell
mismo país. Si bien es cierto que no hay dos ambientes totalmente idénticos, existen
condiciones ambientales que sí son comparables , lo cual permite hacer inferencias
p
sobre los resultados esperados.
a. La biología del parental del transgénico
El fríjol común (Phaseolus vulgaris L.) es una planta anual, herbácea, e intensamente
cultivada desde la zona tropical hasta las templadas. Es originario de América.
El fríjol se adapta bien desde 50 hasta 2,600 msnm. El cultivo necesita entre 300 a 400
mm de lluvia. La falta de agua durante las etapas de floración, formación y llenado de
vainas afecta seriamente el rendimiento. El exceso de humedad afecta el desarrollo de
la planta y favorece el ataque de gran número de plagas y enfermedades.
Morfología y fenología: el fríjol tiene varios hábitos de crecimiento que se correlacionan
directamente y en general, con la longitud del ciclo de desarrollo; las variedades suelen
ser precoces - 80 días (matas), hasta tardías - 180 días (enredaderas), En cada
variedad, la sucesión y duración de las diferentes etapas de desarrollo, aunque están
determinadas genéticamente, se ven también afectadas en cierto grado por las
condiciones
di i
d
dell medio,
di siendo
i d llos ffactores
t
d
dell clima
li
como ttemperatura,
t
h
humedad,
d d
duración e intensidad de la luz, los más importantes.
Las variedades cultivadas de fríjol común, como parte de una especie parcialmente
d
domesticada,
ti d han
h perdido
did varios
i de
d los
l mecanismos
i
silvestres
il
t
de
d establecimiento
t bl i i t
y dispersión presentes en otros miembros del género. En principio es una especie
cleistogámica, que significa que se autopoliniza a una alta frecuencia (unos 20% máx.
cruces))
La dispersión de semilla es también muy limitada en variedades cultivadas, ya que
los mecanismos de dehiscencia de la vaina han sido contraseleccionados en el
germoplasma domesticado para evitar la pérdida de grano.
No existen estrategias de propagación vegetativa en el fríjol
fríjol, ya que las variedades
cultivadas de P. vulgaris son anuales y distinto a algunas variedades arvenses de P.
coccineus o de P. polyanthus (acalete), no quedan estructuras de propagación de un
año a otro.
Como se mencionó, la condición de cleistogamia y la selección agronómica, reducen
significativamente la hibridación natural en este género, y en especial, a nivel
intraespecífico en variedades cultivadas. Hay una baja tasa de hibridación entre
poblaciones arvenses o silvestres(Acosta-Gallegos et al., 2007).
Cruces con otras especies? No hay informaciones en el texto sobre la diversidad
de especies de Phaseolus en Colombia… pero, sólo con técnicas de rescate de
embriones se han logrado progenies útiles de cruces entre distintas especies para
mapeo genético y con potencial para la introgresión de caracteres de interés
agronómico (Acosta-Gallegos et al. 2007).
b. La construcción genética, con énfasis en la expresión de los transgenes.
ELEMENTO GENETICO* P‐ ahas3’ CS ‐ ahas‐cds T‐ ahas5’ P‐35S AC1 (fragmento i t
interno) )
I ‐ pdk ocs3’ ΔAC1 FUNCIÓN líd d
del l gen ahas
h de d Arabidopsis bd
thaliana h l
Promotor y secuencia líder (AtAhas) Secuencia codificante del producto AHAS (aceto‐hidroxiácido sintasa) de A. thaliana que confiere resistencia al herbicida imazapyr Región de terminación del gen de Atahas
Promotor del ARN 35S del virus del mosaico de la coliflor (CaMV) Fragmento del gen viral AC1 (rep) del mosaico dorado del frijol común (BGMV) involucrado en la replicación del virus
común (BGMV) involucrado en la replicación del virus
Intrón del gen pdk de Flaveria trinervia
Región terminal del gen de octopina sintasa de Agrobacterium tumefaciens
Bloque génico dentro del inserto en el genoma de frijol Embrapa 5.1, que incluye 2 copias del fragmento de interferencia de 424 pb de AC1 del BGMV e incluye los fragmentos 35S, pdk y ocs3’ (cf. Fig. 3) ac1
ac1
En el citoplasma, el cuello se rompe en fragmentos de 21 pb por la enzima Dicer
Una cadena de cada fragmento es cargada en el complejo multiprotéico Argonauta, que hace la complejo multiprotéico
Argonauta que hace la
interferencia de RNA, i.e., corta el mRNA de la replicase
www ufpe br/biolmol
www.ufpe.br/biolmol
c) La identificación del medio receptor de los transgénicos.
En Colombia, el frijol es uno de los cultivos más importantes en varias regiones del país, especialmente en climas fríos y medios y en zonas de economía campesina. A él se dedican 120.000 pequeños productores que siembran 101.559 hectáreas, con una prod cción de 110 579 toneladas al año q e no son s ficientes para abastecer el
producción de 110.579 toneladas al año, que no son suficientes para abastecer el consumo interno. (rendimiento: 1t/ha. X 4,8 t ha. En las regiones más productivas de Brasil y 2,2t/ha de promedio).
La importancia de la mosquita blanca (Bemisia tabaci y B. argentifolii) en el cultivo de La importancia de la mosquita blanca (Bemisia
y B argentifolii) en el cultivo de
frijol se debe a su capacidad para transmitir el virus del mosaico amarillo – BYMV y el virus del mosaico dorado – BGMV. Los dos virus son responsables por importantes pérdidas de rendimiento
pérdidas de rendimiento.
En Colombia se han registrado cerca de 85 plagas en fríjol: 76 insectos, cinco ácaros, un miriápodo y tres moluscos. De éstos, solamente diez alcanzan el nivel de plaga de un miriápodo
y tres moluscos De éstos solamente diez alcanzan el nivel de plaga de
importancia económica . d) La identificación de objetivos de protección relevantes a la evaluación
Este tema será tratado en los grupos de discusión.
e)) L
La familiaridad
f ili id d del
d l comportamiento
t i t biológico
bi ló i esperado.
d
El fríjol transgénico no presenta comportamiento distinto del fríjol convencional
ni produce nuevas proteínas en cantidades relevantes
relevantes. (AHAS?)
f) El historial de uso seguro de los genes/hospederos en otros países o
en el mismo país.
El hospedero es bien estudiado y conocido. Lo gen es, en verdad, una
construcción artificial q
que no existe en la Naturaleza. El p
producto del g
gen no es
una proteína, pero un RNA que no será traducido. Parte del RNA es cortado en
el citoplasma en “trocitos” de 21 pb, que, cargados en el Argonauta, cortan en
mRNA de una proteína específica. Esta tecnología fue empleada en otros
vegetales comerciales, sin problemas ambientales o de salud.