Características de los cultivos transgénicos adoptados en Argentina
Hoy en día, los principales cultivos transgénicos sembrados en Argentina son soja, maíz y algodón con distintas combinaciones de tolerancia a herbicidas y resistencia a insectos. Como hace más de una década, prácticamente el 100% de la superficie de soja en Argentina se siembra con variedades transgénicas tolerantes a herbicidas. En el norte del país, donde la presión de insectos plaga es muy elevada, una proporción importante de las variedades de soja sembradas combinan la tolerancia a herbicidas con la resistencia a insectos. Para el caso del maíz, más del 99 % de la superficie se siembra con maíz transgénico. La mayoría corresponde a híbridos con características combinadas de tolerancia a herbicidas y resistencia a insectos y una fracción muy menor a híbridos con tolerancia a herbicida o resistencia a insectos por separado. En algodón, prácticamente el 100% de la superficie sembrada corresponde a variedades transgénicas con características combinadas de resistencia a insectos y tolerancia a herbicidas.
Luego de su aprobación en 2017, el cártamo transgénico se produce en una pequeña superficie y exclusivamente para fines industriales en Argentina. Este cártamo es un desarrollo local y produce quimosina bovina, una enzima utilizada para la producción de quesos, en sus semillas. Se trata de la primera adopción de un cultivo que produce una enzima de uso agroalimentario. Todo lo producido es procesado en una planta industrial diseñada especialmente para extraer y purificar la enzima de la semilla con una alta eficiencia.
En 2018 se aprobó en Argentina la alfalfa transgénica con menor contenido de lignina y tolerancia al herbicida glifosato. Esta alfalfa comenzó a sembrarse en 2019.
También se sumaron al mercado el trigo y la soja transgénicos con tolerancia a sequía. Estos cultivos se siembran bajo contrato de identidad preservada.
Cultivos tolerantes a herbicida (TH)
El crecimiento de las malezas disminuye drásticamente el rendimiento y la calidad de los cultivos. Los herbicidas son una herramienta muy útil para el control de las malezas. Cada herbicida sirve para controlar un determinado tipo de malezas y tiene un determinado poder residual (período de tiempo durante el cual el herbicida sigue controlando malezas), pero no todos los herbicidas se pueden aplicar sobre todos los cultivos, porque algunos cultivos son sensibles a ciertos herbicidas que los podrían dañar.
Los cultivos tolerantes a herbicidas son cultivos que han sido modificados para sobrevivir a aplicaciones de herbicidas que de otra forma los hubieran afectado. En el caso puntual de los cultivos GM tolerantes a glifosato, se puede aplicar glifosato, que es un herbicida no residual, para controlar un gran número de especies de malezas que estén compitiendo con el cultivo.
El empleo de cultivos tolerantes a herbicidas permite ampliar las opciones de productos aprobados para ser aplicados sobre ese cultivo GM y facilitar el manejo de malezas. Adicionalmente, los cultivos transgénicos tolerantes a herbicidas se complementan muy bien con prácticas de labranza conservacionistas, como la siembra directa, contribuyendo a la conservación del suelo y la humedad, la simplificación de manejo y la reducción de costos de producción.
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Tolerancia al glifosato
En las plantas, la enzima 5-enolpiruvil-shikimato-3-fosfato sintasa (EPSPS) es clave en las rutas metabólicas que llevan a la producción de los aminoácidos aromáticos (fenilalanina, tirosina y triptófano). Esta enzima sólo está presente en plantas y algunos microorganismos, tales como bacterias y hongos, y ausente en animales y humanos. En la década de 1970 se descubrió que el glifosato inhibía a la enzima EPSPS, impidiendo la producción de aminoácidos aromáticos.
Los aminoácidos son esenciales para la síntesis proteica y las proteínas son necesarias para el crecimiento y las funciones vitales, por lo tanto, la aplicación del glifosato, y su consecuente inhibición de la enzima EPSPS, lleva a la muerte de la planta. La gran mayoría de los cultivos GM tolerantes a glifosato (soja, maíz, algodón, alfalfa) tienen el gen epsps de la cepa CP4 de la bacteria del suelo Agrobacterium tumefaciens. Como la enzima EPSPS producida por esta cepa bacteriana no es afectada por el glifosato, la introducción del gen CP4-epsps en el genoma de las plantas las vuelve tolerantes al herbicida.
Como método alternativo, también se obtuvo maíz tolerante a glifosato por introducción del gen de la EPSPS del maíz, pero con modificaciones en su secuencia (gen 2mepsps) para que la enzima resultante no sea inhibida por el herbicida.
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Tolerancia a glufosinato de amonio
El glufosinato de amonio es un herbicida no selectivo, de aplicación foliar de contacto. El maíz transgénico tolerante al herbicida glufosinato de amonio tiene agregado un gen proveniente de la bacteria Streptomyces viridochromogenes que codifica para la enzima PAT que inactiva al glufosinato de amonio. En muchos casos, la tolerancia a glufosinato de amonio está combinada con la tolerancia a glifosato en la misma planta. El gen de tolerancia a glufosinato de amonio es usado muy frecuentemente como marcador de selección en el proceso de transformación mediante ingeniería genética. En ese sentido, también hay soja, algodón y trigo con tolerancia a glufosinato de amonio.
Tolerancia a 2,4 D
El 2,4 D es un herbicida que controla algunas especies de malezas de hoja ancha (latifoliadas). Es de aplicación principalmente foliar y sistémico. Los cultivos tolerantes a 2,4 D tienen incorporado un gen que metaboliza al herbicida, impidiendo su acción. La soja tolerante a 2,4 D tiene el gen que codifica para la proteína AAD-12 (ariloxialcanoato dioxigenasa 12), proveniente de la bacteria Delftia acidovorans, que confiere tolerancia al herbicida 2,4 D mediante su inactivación. El maíz tolerante a 2,4 D tiene el gen aad-1, proveniente de la bacteria de suelo Sphingobium herbicidovorans, que codifica para una enzima que degrada al 2,4 D y a los herbicidas ariloxisfenoxi, inhibidores de la ACCase (fops).
Los cultivos transgénicos tolerantes al 2,4 D ofrecen al productor un nuevo aporte de herramientas para facilitar el control de malezas.
Cultivos resistentes a insectos (RI)
La resistencia a insectos se obtuvo por ingeniería genética para brindar protección frente a ciertas plagas de lepidópteros y coleópteros a través de la expresión, en las plantas, de proteínas insecticidas. Los cultivos resistentes a insectos también se conocen como cultivos Bt. La denominación Bt deriva del organismo donante de la característica que es Bacillus thuringiensis, una bacteria que normalmente habita el suelo y cuyas esporas contienen proteínas específicas que son tóxicas para ciertos insectos. Estas proteínas, denominadas Cry, se activan en el sistema digestivo de la larva y se adhieren a su epitelio intestinal. Esto provoca la parálisis del sistema digestivo del insecto plaga que deja de alimentarse y muere a los pocos días.
Más recientemente también se han incorporado al maíz genes para otras proteínas insecticidas, las denominadas Vip. En lugar de producirse en las esporas de Bacillus thuringiensis, las proteínas Vip forman parte de las estructuras cristalinas que aparecen durante la fase vegetativa de la bacteria. Al igual que las proteínas Cry, se unen específicamente a receptores del sistema digestivo de los insectos plaga que controlan. Las proteínas Cry y Vip son inocuas para mamíferos, pájaros e insectos no-blanco.
Los beneficios que presentan los cultivos Bt se centran en la posibilidad que tiene el agricultor de cultivarlos reduciendo las aplicaciones de insecticidas, lo que constituye, además, un beneficio directo para el medio ambiente. La tecnología Bt también permite diversificar la fecha y zona de siembra de los cultivos, incluso hacia fechas y regiones de mayor presión de plagas.
Las principales plagas de lepidópteros del cultivo de maíz en nuestro país son el barrenador del tallo (Diatraea saccharalis), el gusano cogollero (Spodoptera frugiperda) y la oruga o isoca de la espiga (Helicoverpa zea). Hay también insectos coleópteros, como la vaquita de San Antonio (Diabrotica speciosa), cuyas larvas subterráneas dañan a las raíces del cultivo. La biotecnología ofrece una solución efectiva para el control de estas plagas, reduciendo la necesidad de aplicar insecticidas. Por el momento, para control de lepidópteros, hay cinco proteínas Bt disponibles comercialmente en maíz (Cry1Ab, Cry1F, Cry1A.105, Cry2Ab y Vip3A) y dos proteínas para el control de coleópteros en maíz (Cry3A y Cry3Bb). Los primeros maíces Bt expresaban solo una proteína, pero la tendencia hoy en día es apilarlas para ampliar el espectro de control y contribuir a retrasar la selección de resistencia en insectos.
En el algodón Bt que se cultiva en la Argentina, la inserción del gen que codifica para la proteína Cry1Ac le otorga al cultivo resistencia a insectos (lepidópteros) y, en particular, a la oruga del capullo (Helicoverpa gelotopoeon), la oruga de la hoja del algodonero (Alabama argillacea) y la lagarta rosada (Pectinophora gossypiella).
De la misma manera que el maíz y el algodón Bt, la soja Bt resulta de la incorporación de genes Cry, originarios de la bacteria Bacillus thuringiensis, a su genoma. La inserción del gen que codifica para la proteína Cry1Ac le otorga a la soja protección principalmente contra: oruga de las leguminosas (Anticarsia gemmatalis), falsa medidora (Chrysodeixis includens), oruga medidora (Rachiplusia nu), oruga bolillera (Helicoverpa gelotopoeon) y barrenador del brote (Crocidosema aporema). El ultimo desarrollo de soja Bt suma la proteína Cry1F.
CULTIVOS CON TOLERANCIA A SEQUÍA
En el contexto del cambio climático global, la incidencia de estreses abióticos, como la sequía, afecta seriamente la estabilidad de los sistemas de producción agrícolas. Un cultivo con capacidad de sobreponerse a sequías es una contribución única y muy valiosa para disminuir las pérdidas de producción y contribuir a una producción sostenible de alimentos. La tecnología HB4, que otorga tolerancia a sequía, es un desarrollo original cien por ciento argentino, resultado de una colaboración público-privada, y un excelente ejemplo de transferencia tecnológica. El gen hahb-4 que le confiere la tolerancia a sequía a los cultivos de trigo y soja, proviene del girasol y codifica para un factor de transcripción relacionado a la respuesta natural de la planta a factores climáticos y condiciones de suelo.
El trigo y la soja tolerantes a la sequía tienen mejor capacidad de adaptación a situaciones de estrés hídrico, y contribuyen a disminuir el riesgo y dar mayor previsibilidad a los rendimientos frente a condiciones adversas. Asimismo, el trigo tolerante a la sequía tiene el potencial de contribuir a la diversificación de la rotación de cultivos, permitiendo sembrar cultivos de invierno que generen cobertura, en ambientes con riesgo de sequía.
Este desarrollo es un claro ejemplo de cómo la biotecnología contribuye a la seguridad alimentaria en un escenario de cambio climático, en el cual la agricultura no sólo debe adaptarse sino también mitigar los efectos del cambio climático, usando las mejores herramientas que garanticen una producción sustentable.
Cultivos con calidad mejorada
Los primeros cultivos transgénicos desarrollados apuntan a mejorar las características agronómicas de los mismos, pero ahora estamos empezando a ver cultivos con calidad mejorada que llegan al mercado. En este sentido, la alfalfa transgénica, con menor contenido de lignina, permite mejorar la calidad del forraje en comparación con la alfalfa convencional en la misma etapa de madurez, es decir, mejora la calidad del alimento consumido por los animales.
Esta alfalfa transgénica con menor contenido de lignina contiene una secuencia que codifica para un ARN de cadena doble que interfiere con los niveles de trascriptos de la enzima CCOMT que interviene en la síntesis de lignina. Una menor producción de lignina resulta en una alfalfa de mejor calidad. Esto abre a los productores diversas oportunidades:
- ser flexibles en la toma de decisiones, con la posibilidad de tener forraje de mayor calidad nutritiva, en comparación con la alfalfa convencional,
- demorar la cosecha para mantener el potencial de rendimiento sin sacrificar la calidad,
Claramente, esta alfalfa transgénica, es un ejemplo más de cómo la biotecnología contribuye a mejorar nuestros cultivos. En este caso, logrando forraje de mejor calidad para alimentar el ganado y contribuir a la mayor eficiencia en producción de leche y carne. Vale aclarar que, al ser una especie perenne, una vez que se siembra se puede aprovechar por varios años, ya sea en pasturas puras o combinada con otras especies forrajeras.
Cultivos con combinación de características
La posibilidad de tener en una misma planta más de un rasgo ventajoso es un objetivo siempre buscado por los fitomejoradores. En este caso se trata de la combinación de rasgos obtenidos por transgénesis, lo que genéricamente se denomina una combinación, acumulación o apilamiento de rasgos (también llamado stack en inglés). En general, los rasgos se “apilan” por cruzamiento, donde se cruzan plantas que contienen uno o más rasgos cada una.
Así, podemos encontrar la combinación de rasgos o características de resistencia a insectos y tolerancia a herbicidas (glifosato y/o glufosinato de amonio) que les otorga a los cultivos una protección contra las principales plagas en nuestro país y permite el uso de herbicidas de amplio espectro para el control de malezas. También tenemos el ejemplo de la alfalfa, donde se combinan el rasgo de calidad mejorada con la tolerancia a herbicida. En el caso de la soja y el trigo tolerantes a sequía, la tolerancia a la sequía se encuentra combinada con la tolerancia a herbicidas.
