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Las semillas son los sistemas de administración para la biotecnología agrícola. La alta calidad de semilla conduce a un excelente rendimiento de las plántulas en el campo, que es la base de la producción de cultivos de alto rendimiento.

En la actualidad, el motor más importante para la innovación en el fitomejoramiento y la semilla sector son los desafíos que enfrentamos con respecto a la inseguridad alimentaria, como consecuencia de la creciente población mundial y el cambio climático. Un informe de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura predice que la alimentación de una población mundial de 9,1 mil millones de personas en 2050 sería necesario aumentar la producción total de alimentos en un 70% entre 2005-07 y 2050.

Como resultado, hay un fuerte llamado para tecnologías avanzadas de cría para generar cultivos con rasgos tolerantes a la sal, las enfermedades y rasgos plaga resistentes, y los rasgos de alto rendimiento, que son los más importantes y, sin embargo, el rasgo más compleja en los cultivos. En los últimos años, las empresas, los institutos y universidades invierten importantes recursos en el desarrollo de tecnologías avanzadas de cría, que incluyen la tecnología de la reproducción convencional, la tecnología de cultivo transgénico y las nuevas tecnologías de reproducción. El objetivo de este artículo es discutir algunas tecnologías representativos desarrollados en los últimos años.
Tecnología de reproducción convencionales
La selección convencional consiste esencialmente en la selección repetida de los mejores individuos de una población de plantas con el tiempo. El índice varía radicalmente en la sofisticación de la selección inadvertida de genotipos que crecen mejor en un ambiente de cultivo dado, a los estudios estadísticos masivas de varios años en grandes familias con pedigrí cultivadas en ensayos con múltiples ubicaciones.

Mejoramiento convencional moderna utiliza una combinación de técnicas de laboratorio prominentes, incluyendo poliploide inducida, cultivos de tejidos, el rescate de embriones, y la mutagénesis y la hibridación. Un ejemplo de éxito mutagénesis descubierto en 2009 es Advanta Semillas imidazolinona tecnología (IMI). Es un rasgo de resistencia de las plantas sobre la base de una mutación de sorgo que permite a las plantas que toleran herbicidas basados IMI. Esta tecnología permite la gestión de malezas de hoja ancha y césped en campos de sorgo través de la actividad residual de la IMI herbicida rasgo.

Además, algunas compañías desarrollaron tecnologías convencionales de mejoramiento con las técnicas de mejora de semillas, incluyendo cebado, dejándolo reposar, endurecimiento, pregerminativos, y otros. Por ejemplo, una compañía holandesa, Bejo, introdujo recientemente B-Mox fórmula potenciador de la semilla, que es una combinación de cebado y la tecnología de la reproducción convencional, en combinación con una receta de semillas mejora de ingredientes naturales que aportan más energía a la planta de semillero y mejorar el vigor de la planta. Y la compañía subsidiaria de Monsanto, Seminis, combinado con el cultivo convencional Publicar Cebado Tratamiento (PPT) para extender la vida de semillas cebadas.

Fitomejoramiento convencional resulta en variedades de polinización libre o variedades híbridas ha tenido un enorme impacto en la productividad agrícola en las últimas décadas. A pesar de que lleva mucho tiempo y tiene muchas limitaciones, tales como la cría sólo se puede realizar entre dos plantas que sean sexualmente compatibles entre sí, y cuando se cruzan plantas, muchos rasgos son transferidos junto con el rasgo / s de interés, incluyendo aquellos rasgos que tienen efectos indeseables sobre el potencial de rendimiento, las preocupaciones de los organismos modificados genéticamente (OMG) y el rápido crecimiento del mercado de alimentos orgánicos hacen que sea cada vez más importante.
Tecnología de Mejoramiento transgénico
La tecnología de cultivo transgénico trae desea genes extraños en el genoma de la planta huésped, y la secuencia del gen insertado podría provenir de otra planta no relacionada, o de una especie completamente diferente. La belleza de esta tecnología de cría es que puede transferir el gen clonado, independientemente de la fuente o receptor de los genes, que rompe gen normal plantas adquirir método polinización. Las plantas que contienen transgenes a menudo se llaman los cultivos modificados genéticamente, o los cultivos transgénicos.

Los cultivos transgénicos se utilizan para expresar las proteínas, tales como las toxinas Cry de Bacillus thuringiensis (Bt), herbicidas genes resistentes, anticuerpos y antígenos para vacunas. Durante los últimos 20 años, las compañías como Monsanto, DuPont y Syngenta introdujeron muchos cultivos transgénicos en el mercado, especialmente Monsanto, con su cultivo Bt y Roundup Ready cultivos convirtiéndose en uno de los cultivos transgénicos de mayor éxito en el mundo. Se consideran cultivos transgénicos haberse convertido en la tecnología de los cultivos de más rápida adopción en la historia de la agricultura moderna. Desde su primera comercialización, el área de siembra se ha incrementado un notable 100 veces, pasando de 1,7 millones de hectáreas en 1996 a 179,7 millones de hectáreas en 2015.

En los últimos años, las tendencias de la cría transgénicos son pasar de rasgos, de un solo gen simples, tales como herbicidas y resistencia a insectos, a las características agronómicas más complejas. Estas características agronómicas del complejo incluyen la mejora de fotosíntesis, el incremento del rendimiento, la modificación de las composiciones de semillas, alteración en la senectud, el azúcar y el metabolismo del almidón, y las mejoras en respuesta a estrés abiótico y biótico. Por ejemplo, Monsanto lanzó la tecnología Roundup Ready 2 Xtend año pasado, que contiene los rasgos de Dicamba y glifosato resistencia a los herbicidas. Además, esta tecnología se apila con la tecnología de la soja Yield® rasgo Genuity® Roundup Ready 2, que ofrece a los agricultores las oportunidades de rendimiento más altos. Y otra corporación multinacional, Bayer CropScience, lanzó su tercera generación de la tecnología de semillas de algodón en 2014, que es la tecnología apilada de GlyTol®-LibertyLink®-TwinLink® (GLT). GLT contiene glifosato y resistencia al glufosinato, y dos genes de Bt ( Cry1Ab y Cry2Ae ) para el control de orugas de lepidópteros. Además, ofrece una mayor algodón rendimientos de fibra.

La tecnología transgénica ha logrado un gran éxito en complementar el mejoramiento de cultivos en los últimos 20 años, y tiene un valor comercial considerable. Sin embargo, esta tecnología se enfrenta a algunos retos técnicos. Por ejemplo, hay muchas especies económicamente importantes de plantas o variedades de élite de especies particulares, que siguen siendo muy recalcitrantes a la transformación genética y la regeneración. Además, la tecnología transgénica se ha enfrentado a una oposición creciente en los últimos años a causa de los posibles riesgos impredecibles para el medio ambiente y la seguridad alimentaria, a pesar de que muchas de estas afirmaciones no tienen fundamento.
Nueva Tecnología de Mejoramiento
Las nuevas tecnologías de reproducción (SGI) que en realidad no son nuevos, ya que muchos de ellos han estado disponibles desde hace años. En 2007, con la solicitud de las autoridades nacionales competentes, la Comisión Europea creó un grupo de trabajo nuevas técnicas para evaluar si una serie de nuevas técnicas de cría podría entrar en el ámbito de la legislación sobre OMG. Los SGl bajo revisión incluyen técnicas de edición de genes, tales como nucleasas de dedos de zinc (ZFN), Talens, CRISPR-cas, meganucleasas y mutagénesis dirigida por oligonucleótidos (ODM); cisgénesis y intragenesis; La metilación del ADN dependiente de ARN (RdDM); injerto (sobre patrón GM); la cría y agro-infiltración (que abarca la agro-infiltración ‘stricto sensu’, agro-infección y floral dip) revertir.

En comparación con las tecnologías “más viejos”, SGI, ventajas técnicas. Por ejemplo, las técnicas de edición de genes que permiten realizar cambios específicos del sitio y específica en el genoma. Y excepto por el cis / intragenesis y ZFN 3-técnica, SGI no introducen nuevos fragmentos de ADN. La información genética que codifica para el rasgo deseado es sólo transitoriamente presente en las plantas, o integrado de manera estable sólo en las plantas intermedias. Por lo tanto, la cosecha comercializada no contendrá un transgén insertado y no se puede distinguir de los cultivos tradicionales. Además, el uso de SGI traer ventajas económicas, ya que acelera el proceso de crianza, lo que disminuye los costes de producción. Por ejemplo, los criadores pueden necesitar sólo un año y logrando una nueva variedad de papa con SGI, aunque normalmente se tarda más de 10 años.

En los últimos años, muchas empresas dedicadas a SGl en desarrollo, incluidas las empresas multinacionales como Dupont y Monsanto, y muchas compañías de biotecnología, incluyendo KeyGene, Arcadia Bioscience, Evogene, y otros. Entre estas nuevas tecnologías de reproducción, las técnicas de edición de gen sacar el mayor atención, especialmente CRISPR-cas, la última técnica de edición de gen, que se juzga ser más prometedor por muchas partes interesadas. La compañía estadounidense Cibus, líder en la edición de cría y precisión gen no transgénico, se ha desarrollado un patentado RTDS ™ ( Sistema de desarrollo rápido Rasgo tecnología), que contiene ODM, CRISPRs y otras técnicas de edición de genes. Sobre la base de esta tecnología, desarrollada Cibus SU Canola ™ (sulfonilurea tolerantes), el no transgénico producto génico editado por primera aprobado y comercializado. SU canola ahora se cultiva en los EE.UU. en un área de siembra de 4.000 hectáreas, y se introdujo en Canadá el próximo año como un producto no-GMO. Y en abril de este año, DuPont Pioneer anunció híbridos de maíz ceroso como su primer producto agrícola comercial utilizando la tecnología de cría de CRISPR-cas, que se espera que esté disponible dentro de los cinco años.

Aunque el gen de la edición y otros SGl pueden ofrecer varias ventajas, los investigadores dicen que todavía hay la posibilidad de crear los llamados efectos fuera de la meta durante el corte en lonchas y empalme. Con esto en mente, los críticos argumentan que los OGM no hay ninguna razón para ver los cultivos genéticamente editado de forma diferente que los cultivos transgénicos. Hasta ahora, los EE.UU. y las autoridades canadienses han evaluado los cultivos mediante la edición de genes en una base de caso por caso, pero, hasta ahora, no los han tratado como OMG. Argentina ha adoptado un enfoque similar, aunque se informó que China está en el proceso de determinar cómo regular esta tecnología.

Para la Unión Europea, Cibus se ha acercado a las autoridades nacionales en al menos seis países de la UE solicitando la confirmación de que su producto no es un OMG y puede ser liberado en pruebas de campo. Sin embargo, en junio de 2015, la Comisión de la UE pidió a todas las autoridades nacionales “a la espera, en lo posible, el resultado de la interpretación legal de la Comisión antes de autorizar una liberación intencional de los organismos obtenidos con las nuevas técnicas de cultivo de plantas”. Inicialmente, el dictamen de la Comisión se debió a finales de 2015, pero se pospuso el procedimiento. Y al final de marzo de este año, la Comisión retrasó aún más la decisión sobre SGI.

En los próximos años, muchas jurisdicciones reguladoras de todo el mundo tomarán las decisiones en el gobierno de las nuevas técnicas de cultivo de plantas, lo que tendrá implicaciones para la adopción de la tecnología, sino también para la cadena global de suministro agrícola. Si los cultivos derivados de SGI se clasifican como no-OGM, sería la noticia más importante para la industria de las semillas y acelerará la innovación de las tecnologías de reproducción. De lo contrario, el proceso de evaluación y registro de riesgos conducirá a costos potencialmente altos, como se ve en los OMG.