Mejoramiento Genético Nativo y
el Maíz transgénico en México
Antonio Turrent-Fernández
José Antonio Serratos-Hernández
Alejandro Espinosa Calderón
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.
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?
¿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
SEGURIDAD ALIMENTARIA
Análisis del potencial productivo actual
de maíz en la República Mexicana
Instituto Nacional de Investigaciones
Forestales, Agrícolas y Pecuarias
INIFAP
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.
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
2000 experimentos de maíz de temporal
conducidos entre 1952 y 1980
Estratos
climáticos
P/E
Ta
< 0.5
<18
18-23
>23
<18
18-23
>23
<18
18-23
>23
<18
18-23
>23
<18
18-23
>23
<18
18-23
>23
0.50-0.69
0.70-0.89
0.90-1.29
1.30-2.00
>2.00
TOTALES
Estratos edáficos
Plano
profundo
Ladera
profundo
109
28
1
32
1
7
92
21
17
206
86
56
19
6
70
74
15
55
895
107
12
0
14
2
14
49
2
4
47
20
20
14
1
8
43
5
18
380
Plano
delgado
95
34
0
21
4
16
45
25
4
87
39
31
22
4
26
36
1
10
500
Ladera
delgado
3
5
5
5
0
6
5
20
7
40
9
8
5
0
12
15
10
3
158
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
>2.0
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) < 0.5
a. Delgados
b. Profundos
Tierras
marginales
3 748 984
< 0.5
Delgados
SUMA
25 484 694
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.
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 *
Más 1 millón ha del S-SE bajo riego
Más 2 millones ha bajo manejo
agropecuario con riego en S-SE
29.0
8.0
16.0
TOTAL POTENCIAL
53.0
_____________________________________________
* Con 5.5 millones de ha de temporal más 1.5 millones bajo riego
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.
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.
Origen del maíz
Mesopotamia y Mesoamérica
¿Hubo propósito alguno en la selección?
¿Continúa la domesticación?
Híbrido
Teocintle
Maíz
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
RELACIONES ASOCIATIVAS CON
MICROORGANISMOS
Raíces adventicias de la raza Olotón en la
Sierra Mazateca. Material mucilaginoso
Plantas de vigor sobresaliente
Relaciones asociativas multipropósito
del 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
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?
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 enfermedades 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 microorganismos para la fijación de N, disolución de P,
resistencia a enfermedades de la raíz; etc.
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:
1. 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).
El mejoramiento genético nativo
Los elementos centrales de este sistema parecen ser:
1. La introducción colectiva y continua de nuevos
materiales y su hibridación con el material local;
2. 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.
. 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 (<2ha) de
62 grupos étnicos mexicanos practicando el MGN de 59
razas nativas de maíz.
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:
1.Las prácticas de campo del Mejoramiento
Genético Nativo.
2.Características de la segunda oleada de
maíz transgénico.
3.La Biología reproductiva del maíz.
4.La etapa actual de la tecnología del ADN
recombinante.
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.
Rasgos de la Biología reproductiva del maíz
1. > 95% del polen fecundante viene de plantas
vecinas.
2. Veinte millones de granos de polen por planta y
unos 500 embriones.
3. 10 cromosomas que contienen colectivamente
unos 50 mil genes; cada cromosoma tiene dos
cromátidas, una por progenitor.
4. Intercambio de ADN entre cromátidas hermanas
durante la meiosis alrededor de uno a tres
quiasmas ubicados al azar en cada evento.
5. Estrategia diseñada para desplegar la diversidad
de las especies y enfrentar los agobios bióticos y
abióticos.
Algunos rasgos de la tecnología del ADN recombinante
en su condición comercial actual
(Con implicaciones en la transformación por vía sexual)
1. 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.
2. El promotor más común es CaMV35S de origen viral.
3. Ubicación del inserto impredecible a priori: cualquier
cromosoma y cualquier locus.
4. Se puede predecir que los 36 eventos transgénicos
independientes presentes en EEUU y Canadá ocupan loci
diferentes.
5. El método biolístico ubica desde 0 hasta 50 insertos por
embrión y se sabe que los individuos con muchos insertos
no son viables.
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 intercambia su semilla con vecinos,
Búsqueda activa de nuevos
materiales para cruzarlos con
los propios,
Intercambio de ADN entre
cromátidas en la Meiosis
x
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.
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
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.
Hipótesis de la coexistencia
Dos líneas por investigar:
1. 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.
Pertinente a la velocidad de introgresión
1. 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.
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 acumular 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.
Umbral de acumulación de ADN
transgénico sobre 59 razas nativas de maíz
BAJO CUARENTENA: ¿ISLAS MARÍAS?
1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
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)
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.
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)
Escuela Europea
• Caso de Arpad Pusztai Rowett Institute, Aberdeen,
Scotland
• Caso Irina Ermakova Russian Academy of Sciences
http://www.gmwatch.org/archive2.asp?arcid=7080
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 yr:1997 vol:Kalemani J. Mulongoy, editor pg:159 -169
LIBROS
(1) Jeffrey M. Smith. 2003. Seeds of Deception “Exposing Industry and
Governement. “Lies about the Safety of the Genetically Engineered foods
you’re Eating”. Yes! Books. Fairfield, Ia. 52556. 289 pp.
(2) Jeffrey M. Smith. 2007. Genetico Roulette. The documented health risks of
genetically engineered foods. Yes! Books. Fairfield, Ia. 52556. 319 pp.
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