Aportes de la biotecnología al mejoramiento del arroz en Ecuador
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Resumen
Este artículo tiene como objetivo realizar un balance de la aplicación de la biotecnología vegetal en la agricultura ecuatoriana, tomando como caso de estudio el cultivo del arroz. Se describen las técnicas más comúnmente utilizadas en Latinoamérica. Hasta ahora la mayor parte de la investigación en Ecuador ha estado enfocada al cultivo de tejidos (anteras); escasamente se ha trabajado en la caracterización del germoplasma de arroz para evaluar su potencial de producción y su capacidad para resistir a enfermedades y estreses ambientales o para garantizar su conservación a largo plazo. Existe por lo tanto un alto potencial para la aplicación de la biotecnología a partir de los notables avances globales en genética molecular, ingeniería genética y bioinformática, con el fin de desarrollar nuevas variedades ajustadas a situaciones de estrés biótico y abiótico, adecuadas a las necesidades de mitigación y adaptación al cambio climático. Asimismo se pueden producir mejoras sustanciales como la biofortificación del cultivo, mayor calidad del grano y productos finales con valor agregado. Continúa vigente la necesidad de fortalecimiento de los marcos regulatorios relativos al uso de la biotecnología, tanto en aspectos de seguridad ambiental y la salud humana, como en materia de derechos de propiedad y condiciones de acceso.
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Citas
Agencia Española de Seguridad Alimentaria (AESA). (2005). Informe Aplicaciones de la Biotecnología en Seguridad Alimentaria. Recuperado de http://www.aecosan.msssi.gob.es/AECOSAN/docs/documentos/publicaciones/seguridad_alimentaria/biotecnologia.pdf
Ahmad, P., Ashraf, M., Younis, M., Hu, X., Kumar, A., Akram, N., Nudrat, A. y Al-Qurainy, F. (2011). Role of transgenic plants in agriculture and biopharming. Biotechnol Adv. 30(3),524-40. doi: 10.1016/j.biotechadv.2011.09.006.
Al-babili, S. y Beyer, P. (2005). Golden rice – five years on the road – five years to go? Trends in Plant Science 1012(12), 565-573.
Altman, A. y Hasegawa, P.M. (2012). Introduction to plant biotechnology 2011: Basic aspects and agricultural implications. Plant Biotechnology and Agriculture xxix-xxxviii. doi:10.1016/B978-0-12-381466-1.00050-X.
Arana Vera, L.P. (2012). Cultivo in vitro de anteras en arroz Oryza sativa L para inducir plantas doble haploides homocigóticas. (Tesis de Grado). Universidad Tecnica de Babahoyo. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Ecuador.
Araújo, L.G, Prabhu, A.S., Filippi, M.C., Chaves, L.J. (2001). RAPD analysis of blast resistant somaclones from upland rice cultivar IAC 47 for genetic divergence. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 67(2), 165–172.
Araújo, L.G. , Prabhu, A.S., Arraes-Pereira, P.A. (2004). RAPD marker linked to a gene conferring resistance to race IB-9 of Pyricularia grisea in somaclones of the rice cultivar Araguaia. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 78(2), 151–158.
Bajaj, S. y Mohanty, A. (2005). Recent advances in rice biotechnology-towards genetically superior transgenic rice. Plant Biotechnology Journal 3(3), 275-307. doi: 10.1111/j.14677652.2005.00130.x
Berman, J., Zhu, C., Pérez‐Massot, E., Arjó, G., Zorrilla López, U., Masip, G., Christou, P. (2013). Can the world afford to ignore biotechnology solutions that address food insecurity?. Plant Molecular Biology 83(1-2),5‐19.
Bouharmont, J., Dekeyser, A., VanSinJan, V., and Dogbe, Y.S. (1991). Application of somaclonal variation and in vitro selection to rice improvement. En: G.S. Khush (Ed.) Rice genetics II: Proceedings of the second International Rice Genetics Symposium. (pp. 271-278). Los Baños, Filipinas: IRRI.
Corporación Financiera Nacional. (2018). Ficha sectorial: Arroz. Subgerencia de Análisis e Información. Recuperado de: https://www.cfn.fin.ec/wp-content/uploads/2018/04/Ficha-Sectorial-Arroz.pdf
El Telégrafo. (2016). Lanzan nueva variedad de arroz más resistente y de mayor rendimiento. Recuperado de:
https://www.eltelegrafo.com.ec/noticias/economia/4/el-iniap-presentara-a-productores-una-nueva-semilla-de-arroz.
El Universo. (2013). Un promedio de 117 libras de arroz al año consume cada ecuatoriano. (19 de Septiembre de 2013). Recuperado de: https://www.eluniverso.com/noticias/2013/09/19/nota/1462276/promedio-117-libras-arroz-ano-consume-cada-ecuatoriano
Escobar, J.D. (2013). Biotecnología, bioseguridad y agricultura. En: C. Paz y Miño. (Ed). Transgénicos una cuestión científica. (pp. 69-74). Quito, Ecuador: Editorial de la Universidad de las Américas.
FAO. (2018). Seguimiento del mercado del arroz de la FAO Abril. Recuperado de: http://www.fao.org/economic/est/publicaciones/publicaciones-sobre-el-arroz/seguimiento-del-mercado-del-arroz-sma/es/
FAO. (2011). Ahorrar para crecer. Guía para los responsables de las políticas de intensificación sostenible de la producción agrícola. Recuperado de: http://www.fao.org/3/I2215S/i2215s.pdf
Freire, W. B. Ramírez, M.J., Belmont, P., Mendieta, M.J., Silva, M.K., Romero, N. et al…y Monge R. (2013). Resumen Ejecutivo Tomo I. Encuesta Nacional de Salud y Nutrición del Ecuador. ENSANUT-ECU 2011-2013. Ministerio de Salud Pública /Instituto nacional de Estadística y Censos. Quito Ecuador.
Guha-Mukherjee, S. (1973). Genotypic differences in the in vitro formation of embryoids from rice pollen. J. Exp. Bot. 24(1), 139-144.
Gresel, J. (2010). Needs for and environmental risks from transgenic crops in the developing world. New Biotechnology 27(5),522-7.
Goff, S.A., Ricke, D., Lan, T.H., Presting, G., Wang, R., Dunn, M., y Briggs, S. (2002). A Draft Sequence of the Rice Genome (Oryza sativa L. ssp. japonica). Science 296 (5565),92-100.
INEC - ESPAC. (2013). Superficie y Producción Agropecuaria. Recuperado de: https://www.ecuadorencifras.gob.ec/estadisticas-agropecuarias-2/
INIAP. (2017a). INIAP cuenta con la nueva variedad de arroz Cristalino que produce hasta 50% más que otras variedades. Recuperado de: http://www.iniap.gob.ec/pruebav3/vicepresidente-jorge-glas-iniap-cuenta-con-la-nueva-variedad-de-arroz-cristalino-que-produce-hasta-50-mas-que-otras-variedades/
INIAP. (2017b). INIAP liberará nueva variedad de arroz de alto rendimiento “INIAP FL Arenillas”. Recuperado de: http://www.iniap.gob.ec/pruebav3/iniap-liberara-nueva-variedad-de-arroz-de-alto-rendimiento-iniap-fl-arenillas/
INIAP. (2017c). En la provincia de El Oro el INIAP realiza la liberación de la nueva variedad de arroz “INIAP FL Arenillas”. Recuperado de: http://www.iniap.gob.ec/pruebav3/en-la-provincia-de-el-oro-el-iniap-realiza-la-liberacion-de-la-nueva-variedad-de-arroz-iniap-fl-arenillas/
INIAP. (2015). Producción de semillas categoría certificada para el Proyecto Nacional de Semillas de Agrocadenas Estratégicas del MAGAP. Recuperado de: https://www.iniap.gob.ec/pruebav3/wp-content/uploads/2019/04/Proyecto%20Producci%c3%b3n%20de%20Semillas.pdf
INIAP. (2012). Cultivo in vitro de anteras de arroz Oryza sativa L para inducir plantas doble haploides homocigóticas. Recuperado de http://repositorio.iniap.gob.ec/bitstream/41000/1924/1/iniapls4.pdf
INIAP. (2007). Manual del cultivo de arroz. No. 66. 5-35 p.
Inghelbrecht, L., Dessein, J., y Van Huylenbroeck, G. (2014). The non-GM crop regime in the EU: How do Industries deal with this wicked problem? NJAS - Wageningen Journal of Life Sciences, 70, 103–112. https://doi.org/10.1016/j.njas.2014.02.002
Ishino, Y., Shinagawa, H., Makino, K., Amemura, M., y Nakata, A. (1987). Nucleotide sequence of the iap gene, responsible for alkaline phosphatase isozyme conversion in Escherichia coli, and identification of the gene product. Journal of Bacteriology 169(12), 5429–5433.
Jain, S. (2001). Tissue culture-derived variation in crop improvement. Euphytica 118(2),136-166.
Jena, K.K. y Kochert, G. (1991). Restriction fragment length polymorphism analysis of CCDD genome species of the genus Oryza L. Plant Mol Biol. 16(5),831-9.
Julio, G. (2014). Biotecnología moderna en los alimentos actuales y del mañana. J Selva Andina Biosph. 2(1), 23-29.
Lentini, Z., Martínez, C. y Roca, W. (1997). Cultivo de anteras de arroz en el desarrollo de germoplasma. Cali, CO: Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT).
Li, A.H., Zhang, Y.F., Wu, C.Y., Tang, W., Wu, R., Dai, Z.Y., y Pan, X.B. (2006). Screening for and genetic analysis on T-DNA-inserted mutant pool in rice. Acta Genetica Sinica 334(2), 319-329.
MAG (Ministerio de Agricultura y Ganadería). (2019). Cifras agroproductivas. Recuperado de: http://sipa.agricultura.gob.ec/index.php/cifras-agroproductivas
MAG (Ministerio de Agricultura y Ganadería). (2015). Boletín situacional de arroz. Coordinación General del Sistema de Información Nacional. Quito, p.6.
Mayer, J. (2007). Golden rice, Golden crops, Golden prospects. Revista Colombiana de Biotecnología 9(1), 22- 34.
Mojica, F. J., Juez, G., y Rodríguez-Valera, F. (1993). Transcription at different salinities of Haloferax mediterranei sequences adjacent to partially modified PstI sites. Molecular Microbiology 9(3), 613-621.
SINAGAP (Sistema de Información Nacional de Agricultura y Pesca). (2016). Rendimientos de arroz en cáscara en el Ecuador, primer cuatrimestre del 2015. Recuperado de https://docplayer.es/41869282-Rendimientos-de-arroz-en-cascara-en-el-ecuador-primer-cuatrimestre-del-2015.html
Nelson, G. C., Rosegrant, M.W., Koo, J., Robertson, R., Sulser, T., Zhu,T., et al. y Lee, D. (2009). Cambio climático: El impacto en la agricultura y los costos de adaptación. Washington D.C., USA: Instituto Internacional de Investigación sobre Políticas Alimentarias IFPRI. Recuperado de: http://www.fao.org/fileadmin/user_upload/AGRO_Noticias/docs/costo%20adaptacion.pdf
Niizeki, H. and K. Oono. (1968). Induction of haploid rice plant from anther culture. Proc. Jpn. Acad. 44(6),554-557.
Organización de las Naciones Unidas (ONU). (1992). Convenio sobre la Diversidad Biológica. Recuperado de https://www.cbd.int
Páez N. O.E. y N. C. Almeida P. (1994). Control Integrado de malezas en arroz bajo riego en el estado Portuguesa. Agronomía Trop. 44(2), 245-262.
Paine, J.A., Shipton, C.A., Sunandha, C., Howells, R.M., Kennedy, J.M., Vernon, G., y Drake, R. (2005). Improving the nutritional value of Golden Rice through increased pro-vitamin A content. Nature Biotechnology 23(4), 482-487.
Panaud, O., Chen, X., y McCouch, S.R. (1996). Development of microsatellite markers and characterization of simple sequence length polymorphism (SSLP) in rice (Oryza sativa L.). Mol Gen Genet. 252(5), 597-607.
Perez-Almeida, Iris. (2004). Aplicaciones Biotecnológicas en el Mejoramiento del Arroz. Revista Digital CENIAP HOY N° 6, septiembre-diciembre 2004. Maracay, Aragua, Venezuela. URL: www.ceniap.gov.ve/ceniaphoy/articulos/n6/arti/perez_almeida_i/arti/perez_almeida_i.htm
Pérez-Almeida, I., Celi, R., Paz, L. y Ramos, B. (2018). Detección molecular de Polymyxa graminis en plantas de arroz afectadas con la enfermedad del “entorchamiento”. En: Agrociencias, Investigación y Sostenibilidad. I Convención Científica Internacional de la Universidad Técnica de Manabí. (pp. 42-54). Portoviejo, Ecuador: UTM.
Pérez-Almeida, I., Celi, R., Sánchez, F., Paz, L. y Ramos, B. (2019). Assessment of molecular genetic diversity of Ecuadorian rice cultivars using simple sequence repeat markers. Bioagro 31(1), 3-12.
Pino S. L., Aguilar H.R., Cevallos, L.E. (2018). Evaluación beneficio-costo del programa estatal de multiplicación de semilla de arroz 2015-2016. Revista Espacios 39(16),15-25.
Potrykus, I. (2001). Golden rice and beyond. Plant Physiol 125(3),1157-1161
Ran, F.A., Hsu, P.D., Wright, J., Agarwala, V., Scott, D.A. y Zhan, F. (2013). Genome engineering using the CRISPR-Cas9 system. Nature Protocols 8, 2281-2308. doi.org/10.1038/nprot.2013.143
Roy, S., Banerjee, A., Mawkhlieng, B., Misra, A.K., Pattanayak, A., Harish, G.D. y Bansal, K.C. (2015). Genetic diversity and population structure in aromatic and quality rice Oryza sativa L. landraces from North Eastern India. PLoS ONE 10(6), e0129607.
Sanabria, Y. (2018). Genética y mejoramiento del cultivo en América Latina. En: Libro de Memorias IV Congreso Internacional de Biotecnología y Biodiversidad (CIBB 2018). (p.55). Guayaquil, Ecuador: CIBB-ESPOL.
Sanint, L.R., Martinez, C.P., Ramirez, A. y Lentini, Z. (1993). Rice anther culture versus conventional breeding: a cost/benefit analysis. En: Trends in CIAT commodities. Issue 128. Recuperado de http://agris.fao.org/agris-search/search.do?recordID=QT9500071
Schaub, P., Al-Babili, S. y Drake, R. (2005). Why is Golden Rice golden (Yellow) instead of red? Plant Physiology 138(1), 441-450.
Shimamoto, K. y Kyozuka, J. (2002). Rice as a model for comparative genomics of plants. Annual Reviews 53(1), 399–419.
Sun, Y., Jiao, G., Liu, Z., Zhang, X., Li, J., Guo, X. y Xiu, L. (2017). Generation of high-amylose rice through CRISPR/Cas9-mediated targeted mutagenesis of starch branching enzymes. Frontiers in Plant Science 8(1), 298.
Travis, A.J., Norton, G.J., Datta, S., Sarma, R., Dasgupta, T., Savio, F.L., y Price A.H. (2015). Assessing the genetic diversity of rice originating from Bangladesh, Assam and West Bengal. Rice 8(1), 35.
Young, T. (2004). Organismos Genéticamente Modificados y Bioseguridad: Un documento de antecedentes destinado a responsables de la toma de decisiones y otros interesados para ayudarles en la consideración de los asuntos relativos a los OGM (en línea). UICN (Unión Mundial para la Naturaleza). Consultado 01 Jul. 2011. Recuperado de: http://data.iucn.org/dbtw-wpd/edocs/PGC-001-Es.pdf
Torrealba, G., Salazar, E., Álvarez, R., Delgado, N., Figueroa, R., Moreno, O., et al. Gamboa, C. (2006). Variación somaclonal en seis genotipos de arroz. Agronomía Trop. 56(4), 585-591.
Wendt, J. y Izquierdo, J. (2002). Manejo y gestión de la biotecnología agrícola apropiada para pequeños productores: estudio de caso Ecuador. Fundación REDBIO Internacional con el apoyo de la Oficina Regional de la FAO para América Latina y el Caribe. Recuperado el 01 de agosto de 2019 de http://www.fao.org/tempref/GI/Reserved/FTP_FaoRlc/old/prior/segalim/prodalim/prodveg/ecuador.pdf
Williams, J.G., Kubelik, A.R., Livak, K.J., Rafalski, J.A., y Tingey, S.V. (1990). DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers. Nucleic Acids Res. 18 (22), 6531-6535.
Withers, L. y Alderson, P.G. (1986). Plant tissue culture and its agricultural applications. Londres: Butterworths.
Ye, X., Al-Babili, S., Kloeti, A., Zhang, J., Lucca, P., Beyer, P. y Potrykus I. (2000). Engineering the provitamin A (beta-carotene) biosynthetic pathway into (carotenoid-free) rice endosperm. Science 287 (5451), 303-305.
Yu, J., Hu, S., Wang, J., Wong, G.K., Li, S., Liu, B., y Yang, H. (2002). A draft sequence of the rice genome (Oryza sativa L. ssp. indica). Science 296 (5565), 79-92.
Zenteno, J. (2015). El reenfoque de la biotecnología en el Ecuador: influencia y visión de un nuevo grupo de poder. Proyecto ‘Gobernanza Ambiental en América Latina y el Caribe: Desarrollando Marcos para el Uso Sostenible y Equitativo de los Recursos Naturales. ENGOV. Oslo, Noruega. Recuperado de http://www.engov.eu/documentos/policy_brief/2015_PolicyBrief5_ES.pdf