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Fitomejoramiento y biotecnología

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Plant Breeding and Biotechnology

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El fitomejoramiento es una ciencia que crea cultivos con rasgos deseables como altos rendimientos, mejor sabor y mayor nutrición. Tales rasgos a menudo evolucionan naturalmente a partir de mutaciones espontáneas. Sin embargo, este proceso es lento, y los criadores a menudo quieren combinaciones particulares de rasgos que no ocurren en la naturaleza. Los agricultores pueden identificar un rasgo deseado en una especie silvestre y cruzar esa planta con una variedad de planta domesticada. En tal cruce, sin embargo, existe la misma posibilidad de que la progenie herede rasgos no deseados de las especies silvestres. El uso de la biotecnología es beneficioso para la transferencia de genes en cultivos relacionados de forma distante, como el arroz y los narcisos que tienen muchas especies intermedias y ancestros comunes extintos. Tradicionalmente, los fitomejoradores necesitarían cruces múltiples colocados durante varios siglos para transferir los rasgos necesarios en la progenie. En cambio, los biotecnólogos modernos pueden saltear múltiples cruces para transferir el gen deseado entre estas plantas. La biotecnología facilita la transferencia de genes entre dos especies diferentes, lo que resulta en un fenotipo único. Por ejemplo, el herbicida glifosato de amplio espectro inhibe una enzima crítica llamada EPSPS en las plantas. Los científicos crearon maíz tolerante a herbicidas al transferir directamente un gen de la bacteria del suelo Agrobacterium para plantas de maíz. Los cultivos que contienen el gen bacteriano de esta enzima son inmunes al efecto inhibidor del herbicida. Esta modificación genética permite a los agricultores rociar sus campos con herbicida y matar las maleza competidora que reduce el rendimiento sin afectar el cultivo.

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Fitomejoramiento y biotecnología

El cultivo de cosechas tiene una larga historia en la civilización humana, con registros que muestran que el cultivo de plantas de cereales comenzó alrededor del 8000 a. C. Esta cría temprana de plantas se desarrolló principalmente para proporcionar un suministro constante de alimentos.

A medida que avanzaba la comprensión de los seres humanos sobre la genética, las variedades de cultivos mejoradas podrían lograrse más rápidamente. La selección artificial podría ser más dirigida, y las variedades de cultivo mejoradas para obtener rasgos favorables más rápidamente para producir plantas mejores, más robustas o más apetecibles.

Sin embargo, las técnicas tradicionales para la cría de plantas son lentas y no siempre producen las variedades de cultivo deseadas. Más tarde, las herramientas biotecnológicas facilitaron la ingeniería de los rasgos deseados en las plantas que, de otro modo, son difíciles de obtener utilizando los métodos tradicionales. Por ejemplo, mejorar la deficiencia nutricional en las plantas es difícil a través de la selección artificial, y especialmente difícil para la vitamina A y el hierro. El arroz, por ejemplo, no contiene genes para el betacaroteno, que es un precursor de la vitamina A. Sin embargo, contiene genes para el compuesto de pirofosfato de geranilgeranilo, que se puede convertir secuencialmente en beta caroteno utilizando cuatro enzimas. El arroz fue diseñado utilizando genes para dos enzimas derivadas de narcisos, y las dos enzimas restantes de la bacteria Erwinia uredovora. El cultivo resultante se conoce como arroz dorado. Debido a que el arroz es el alimento básico de más de la mitad del mundo, los cultivos de bioingeniería como estos podrían desempeñar un papel en la prevención de la ceguera entre los niños causada por la deficiencia de vitamina A, o en la mejora de la salud de los países que dependen del arroz.

Muchas de las plantas cultivadas habitualmente tienen algún grado de modificación genética introducida mediante la biotecnología. Por ejemplo, el maíz, la papaya y muchas variedades de patatas se han modificado para que sean resistentes a los herbicidas, las enfermedades o las plagas. La modificación genética se puede llevar a cabo incluso para reducir la producción de alérgenos, que es el caso de la soja.

Suggested Reading

Jauhar, P. P. (2006). Modern biotechnology as an integral supplement to conventional plant breeding: the prospects and challenges. Crop science. 46 (4), 1841-1859. [Source]