Diferencia entre semillas híbridas y transgénicas

SEMILLAS Híbrido

Un híbrido se crea cuando dos plantas madre genéticamente diferentes de la misma especie se polinizan de forma cruzada. Durante la polinización, el polen de un macho fertiliza los gametos de los óvulos femeninos para producir semillas de descendencia. El material genético de plantas masculinas y femeninas se combina para formar semillas híbridas de primera generación (F1).

En naturaleza:

Las plantas con flores han desarrollado diferentes mecanismos para producir descendencia con diferentes características genéticas para darles una mejor oportunidad de sobrevivir en entornos cambiantes.

Dicliny consiste en flores unisexuales (en lugar de hermafroditas). Las plantas dioicas producen flores masculinas y femeninas en plantas separadas (a diferencia de las monoicas, que producen ambas en la misma planta). Esto obliga a que ocurra la polinización cruzada.

La dicogamia es la diferencia de tiempo en la madurez de la antera y el estigma (órganos reproductores masculinos y femeninos respectivamente), lo que nuevamente fomenta la polinización cruzada. La protandria se refiere a la dehiscencia (maduración) de la antera antes de que se abra el estigma, mientras que la protogenia podría considerarse otro caso.

La incompatibilidad (rechazo del polen de la misma planta) y la hercogamia (separación espacial de anteras y estigma) aseguran que se evite la autofecundación.

La autoincompatibilidad se divide en tipos heteromórficos y homomórficos. Las plantas con flores distilas (2 tipos de flores) o tristilas (3 tipos) muestran diferencias heteromórficas y visibles en las estructuras reproductivas entre cada tipo. Solo las flores de diferentes tipos son adecuadas para la polinización debido al estigma y la altura del estilo. Las flores homomórficas, aunque morfológicamente iguales (en apariencia), tienen compatibilidad controlada por genes. Cuanto mayor sea la similitud genética entre el polen y el óvulo (gametos femeninos), más probable es que sean incompatibles para la fertilización.[i]

Uso comercial:

Aunque la hibridación ocurre naturalmente en la naturaleza, los fitomejoradores pueden controlarla para desarrollar plantas con una combinación comercialmente deseable de rasgos. Algunos ejemplos son la resistencia a plagas, enfermedades, deterioro, productos químicos y estrés ambiental, como sequías y heladas, además de mejorar el rendimiento, la apariencia y el perfil nutricional.

Los híbridos se producen en entornos de baja tecnología, como campos de cultivo cubiertos o invernaderos. Los ejemplos de nuevos cultivos que existen solo como híbridos incluyen canola, toronja, maíz dulce, melones, sandías sin semillas, tangelos, clementinas, apriums y pluots. [ii]Los cultivos híbridos se investigaron en los EE. UU. en la década de 1920 y en la década de 1930, el maíz híbrido era de uso generalizado.[iii]

La hibridación surgió de las teorías de Charles Darwin y Gregor Mendel a mediados del siglo XIX. El primer método utilizado por los agricultores se llama despanojado de maíz, donde el polen de las plantas madre de maíz se extrae y se coloca entre hileras de plantas padre, asegurando la polinización solo con el polen del padre. Entonces, las semillas tomadas de las plantas madre son híbridas. ii La extracción manual de las estructuras de los órganos masculinos de la planta se denomina extracción manual.

La modificación sexual es otro método adoptado por los agricultores para dirigir el fitomejoramiento. La expresión sexual puede controlarse mediante factores variables como la nutrición de las plantas, la exposición a la luz y la temperatura y las fitohormonas. Las hormonas vegetales como las auxinas, el éter, el ertefón, las citoquininas y los brasinoesteroides, así como la baja temperatura, provocan un cambio hacia la expresión sexual femenina. Los tratamientos hormonales de giberelinas, nitrato de plata y ftalimida, así como la temperatura elevada, tienden a favorecer la masculinidad. i

Preocupaciones económicas y de patentes

La generación F1 es una variedad única y, cuando se cruza con su propia generación para producir la generación F2, dará como resultado plantas con nuevas combinaciones genéticas aleatorias de ADN parental. Por ello, las semillas F1 otorgan derechos de patente a sus productores, ya que todos los años se debe comprar la misma semilla para sembrar.

Aunque beneficiosas, las semillas híbridas son demasiado costosas para usar en los países en desarrollo, ya que el costo de las semillas se combina con el requisito de maquinaria costosa para la fertilización y la aplicación de pesticidas. La Revolución Verde, una campaña destinada a difundir el uso de semillas híbridas para aumentar la producción de alimentos, en realidad fue económicamente perjudicial en las comunidades agrícolas rurales. Los altos costos de mantenimiento obligaron a los agricultores a vender sus tierras a agronegocios, ampliando aún más la brecha entre ricos y pobres.

SEMILLAS GM

La tecnología del ADN recombinante consiste en empalmar los genes de organismos, incluso de diferentes especies (que nunca podrían reproducirse en la naturaleza), para producir un organismo transgénico. Además de la reproducción sexual, se utilizan costosas técnicas de laboratorio para crear el organismo genéticamente modificado u «OGM». yo

Métodos:

Las pistolas de genes son el método más común para introducir material genético extraño en el genoma de cultivos de monocultivo como el trigo o el maíz. El ADN está adherido a partículas de oro o tungsteno, que se aceleran a altos niveles de energía y penetran en la pared celular y las membranas, donde el ADN se integra en el núcleo. Una desventaja es que se pueden producir daños en el tejido celular.[iv]

Las agrobacterias son parásitos de las plantas que tienen la capacidad natural de transformar las células vegetales mediante la inserción de sus genes en las plantas hospedantes. Esta información genética, transportada en un anillo de ADN específico llamado plásmido, codifica el crecimiento de tumores en la planta. Esta adaptación permite que la bacteria obtenga nutrientes del tumor. Los científicos utilizan Agrobacterium tumefaciens como vector para transferir genes deseados a través del plásmido Ti (inductor de tumores) a tipos de plantas dicotiledóneas, como patatas, tomates y tabaco. El ADN T se integra (transformando el ADN) en el ADN de la planta y la planta expresa estos genes.[v]

La microinyección y la electroporación son otros métodos para transferir genes al ADN, la primera directamente y la segunda a través de los poros. Recientemente, las tecnologías CRISPR-CAS9 y TALEN han surgido como métodos más precisos de edición del genoma.

Las transferencias de ADN también ocurren en la naturaleza, principalmente en bacterias a través de mecanismos como la acción de transposones (elementos genéticos) y virus. Así es como muchos patógenos se desarrollan para volverse resistentes a los antibióticos. IV

Los genomas de las plantas se modifican para incluir rasgos que no pueden existir naturalmente en la especie. Estos organismos están patentados para su uso en las industrias de alimentos y medicamentos, entre otras aplicaciones biotecnológicas, como la producción de productos farmacéuticos y otros productos industriales, biocombustibles y gestión de residuos. yo

Uso comercial:

El primer cultivo «GM» (modificado genéticamente) fue una planta de tabaco resistente a los antibióticos, producida en 1982. Los ensayos de campo para plantas de tabaco resistentes a los herbicidas se llevaron a cabo en Francia y los Estados Unidos en 1986 y un año más tarde se diseñaron genéticamente por una empresa belga. resistencia a los insectos. tabaco. El tabaco antiviral fue el primer alimento GM vendido comercialmente que ingresó al mercado de la República Popular China en 1992. iv El primer cultivo GM vendido comercialmente en los EE. UU. fue el «Flavr Savr» en 1994: Calgene desarrolló tomates resistentes a la putrefacción, una empresa que luego fue comprada por Monsanto. En el mismo año, Europa aprobó su primer cultivo genéticamente modificado para la venta comercial, tabaco resistente a herbicidas. yo

Se han modificado plantas de tabaco, maíz, arroz y algodón mediante la adición de material genético de la bacteria Bt (Bacillus thuringiensis) para incorporar las propiedades resistentes a los insectos de la bacteria. Se han introducido cultivos de papaya, papa y calabaza contra el virus del mosaico del pepino, entre otros patógenos. Los cultivos «Round-up Ready», como la soja, pueden sobrevivir a la exposición al herbicida que contiene glifosato llamado Round-up. El glifosato mata las plantas al interferir con sus vías metabólicas que sintetizan aminoácidos. IV

Perfiles nutricionales de plantas mejorados para beneficios para la salud humana, así como alimentación mejorada para el ganado. Los países que dependen de cultivos de semillas y leguminosas que son naturalmente deficientes en aminoácidos producen semillas GM con niveles más altos de los aminoácidos lisina, metionina y cisteína. El arroz enriquecido con betacaroteno se introdujo en países asiáticos donde la deficiencia de vitamina A es una causa común de problemas de visión en niños pequeños.

Otro aspecto de la ingeniería genética es la farmacia vegetal. Este es el uso de plantas modificadas cultivadas en masa para producir productos farmacéuticos como vacunas. Las plantas como la bilar thale, el tabaco, la patata, el repollo y la zanahoria son las plantas más utilizadas para la investigación genética y la extracción de compuestos útiles, ya que las células individuales se pueden recolectar, transformar y cultivar en cultivos de tejidos para formar una masa de células indiferenciadas denominadas . callo. Estas células del callo aún no tienen una función especializada y, por lo tanto, podrían crear una planta completa (fenómeno llamado totipotencia). Dado que la planta se desarrolló a partir de una sola célula genéticamente modificada, toda la planta consistirá en células con el nuevo genoma y algunas de sus semillas producirán descendencia con el mismo rasgo introducido. v

Debates éticos y efectos económicos

En 1999, dos tercios de los alimentos procesados ​​de EE. UU. contenían ingredientes transgénicos. Desde 1996, la superficie terrestre total cultivada con OMG se ha multiplicado por 100. La tecnología GM ha llevado a grandes aumentos en el rendimiento de los cultivos y las ganancias de los agricultores, así como una reducción en el uso de pesticidas, particularmente en los países en desarrollo. ii El Premio Mundial de la Alimentación se otorgó en 2013 a los fundadores de la ingeniería genética de cultivos, a saber, Robert Fraley, Marc Van Montagu y Mary-Dell Chilton, por mejorar la «calidad, cantidad o disponibilidad» de los alimentos a nivel internacional. IV

La producción de OMG sigue siendo un tema controvertido y su regulación en aspectos de patentamiento y comercialización difiere entre países. Entre las preocupaciones planteadas están la seguridad para el consumo humano y el medio ambiente y el tema de los organismos vivos como propiedad intelectual. El Protocolo de Cartagena sobre Bioseguridad es un acuerdo internacional sobre estándares de seguridad para la producción, transferencia y uso de OGM. yo