Seis técnicas de modificación de cultivos
Mestizaje tradicional
Durante milenios, el cruzamiento tradicional ha sido la columna vertebral de la mejora de la genética de nuestros cultivos. Normalmente, el polen de una planta se coloca en la parte femenina de la flor de otra, lo que lleva a la producción de semillas que son híbridos de los dos padres. Luego, los fitomejoradores seleccionan las plantas que tienen los rasgos beneficiosos que están buscando para pasar a la siguiente generación. Las variedades de manzana, como la manzana Honeycrisp, se desarrollaron de esta manera: se hicieron, crecieron y probaron miles de árboles híbridos para encontrar solo una gran variedad nueva con una combinación de genes que nunca ha existido antes. El fitomejoramiento moderno a menudo utiliza marcadores genéticos para acelerar el proceso de selección y puede incorporar genes de variedades silvestres y especies estrechamente relacionadas. Aquí hay algunos videos sobre las diferentes técnicas que utilizan los fitomejoradores. El cruzamiento solo puede hacer uso de rasgos deseables si se encuentran en la misma especie o especies estrechamente relacionadas, por lo que se han desarrollado técnicas adicionales para crear nuevos rasgos para que los fitomejoradores utilicen.
Mutagénesis
- ¿Cuáles son los mejores juegos de móvil / tableta / computadora para estudiantes de inglés?
- Después de aprender el núcleo de Java, ¿qué debo hacer para: Android o Java avanzado? ¿Cuál ayuda a proporcionar mejores oportunidades de trabajo?
- Si hubiera un plan de estudios para las personas que quieren ser polimáticos, ¿cuál podría ser?
- ¿Cuáles son las cualidades reales de un maestro?
- ¿Qué es más importante, la teoría o la aplicación práctica?
En la naturaleza, a menudo surgen nuevos rasgos a través de mutaciones espontáneas. En el siglo pasado, este proceso ha sido imitado por los científicos, que han usado químicos mutantes (como el metanosulfonato de etilo) o la radioactividad para generar mutaciones aleatorias en las plantas, y luego buscar los rasgos nuevos o deseados. Para obtener más información sobre la mutagénesis, consulte esta publicación. Las variedades de toronjas Ruby Red y Star Ruby se desarrollaron utilizando radiación ionizante. Las mutaciones que portan dan a estas frutas su característico color rojo intenso. Este artículo del New York Times proporciona muchos ejemplos adicionales de cultivos que se han desarrollado utilizando esta técnica.
Poliploidía
La mayoría de las especies tienen 2 juegos de cromosomas: un juego heredado de cada padre. Esto se conoce como diploidía. La poliploidia es la aparición de más de 2 juegos de cromosomas. Puede ocurrir naturalmente, pero la poliploidía también puede inducirse mediante el uso de químicos. Esta técnica de modificación de cultivos se utiliza generalmente para aumentar el tamaño de las frutas o para modificar su fertilidad. Por ejemplo, la sandía sin semillas tiene 3 juegos de cromosomas y se crea cruzando una sandía con 4 juegos de cromosomas con otra sandía que tiene 2 juegos, haciendo una sandía estéril con 3 juegos de cromosomas, para deleite de los amantes del picnic en todo el mundo. globo. Las especies de papas también tienen un número diferente de copias de cromosomas, y los criadores de papas comúnmente tienen que cambiar el número de copias de sus variedades para incorporar nuevas características (más sobre este proceso aquí).
Protoplast Fusion
Cuando las células espermáticas en el polen se combinan con los óvulos en los ovarios de una flor, se trata de una fusión de dos células en una. La fusión de protoplastos es una versión artificial de este proceso. Los rasgos beneficiosos se pueden mover de una especie a otra fusionando los protoplastos (células “desnudas” sin las paredes celulares que dan a las plantas su estructura) y haciendo crecer una planta desde la célula recién fusionada. Una de las características más utilizadas que se ha desarrollado con este proceso es la transferencia de esterilidad masculina entre especies. Si tienes una planta masculina estéril, puedes hacer semillas híbridas más fácilmente, especialmente para plantas que tienen flores pequeñas y son difíciles de cruzar. La esterilidad masculina se introdujo en el repollo rojo de los rábanos daikon, lo que facilitó la producción de semillas híbridas de este cultivo.
Transgénesis
La transgénesis es el proceso mediante el cual usted introduce uno o más genes en un organismo de otro organismo por completo. Por lo general, esto implica manipular y modificar el ADN en un tubo de ensayo y luego empaquetarlo para insertarlo en el nuevo organismo. Hay varias formas de introducir el nuevo gen o “transformar” una planta como los biolísticos (la “pistola de genes”), usando Agrobacterium, un organismo natural que inserta el ADN en las plantas, o usando electricidad, un proceso llamado electroporación. Las plantas transgénicas se han generado con muchos rasgos útiles, algunos de los cuales se han comercializado. Por ejemplo, las papayas se transformaron con un gen del virus que infecta la planta para hacerla resistente al virus. Otros rasgos incluyen la resistencia a los insectos, la tolerancia a los herbicidas y la tolerancia a la sequía, y más. La creación de estos cultivos ‘transgénicos’ funciona a pesar de que los genes pueden ser de cualquier otra especie porque el lenguaje genético es universal para toda la vida en este planeta. Los genes que se originaron a partir de la misma especie pueden llamarse ‘cisgenic’ o ‘intragénico’. Para más información, vea este documento.
Edición del genoma
La edición del genoma consiste en utilizar un sistema enzimático para cambiar el ADN de una célula en una secuencia específica. Existen diferentes sistemas que pueden usarse para la edición del genoma, el más prometedor es el sistema CRISPR-Cas9 (para obtener más información sobre la edición del genoma y su funcionamiento, consulte esta publicación). La canola tolerante al herbicida sulfonilurea (SU) fue desarrollada para permitir a los agricultores controlar mejor las malezas y permitir la rotación de cultivos. El cultivo se creó utilizando un sistema de edición de genoma patentado conocido como Rapid Trait Development System (RTDS). Podrías posiblemente editar el genoma de cualquier cultivo para alterar cualquier gen que quisieras, desde introducir nuevos genes hasta restaurar alelos “naturales” a partir de los antepasados de nuestros cultivos.
Cada uno de estos métodos tiene similitudes y diferencias, y algunos funcionan mejor para algunos rasgos que para otros. Cada uno de ellos modifica la composición genética de la planta para combinar rasgos útiles para mejorar la agricultura. Todos ellos tienen ejemplos que se cultivan en granjas y producen beneficios, todos se pueden patentar de una forma u otra, y todos pueden tener consecuencias no deseadas.
Sin embargo, social y políticamente los productos de estos métodos se tratan de manera muy diferente. El hecho de que los cambios que introducen estas técnicas no se alineen con la forma en que se tratan cuando se trata de debates sobre las regulaciones para la salud y la seguridad ambiental, y los debates políticos sobre etiquetado se conocen como la “Paradoja de Frankenfood”. Por ejemplo, la transgénesis produce muchos menos cambios y consecuencias no deseadas que la mutagénesis (consulte este artículo), mientras que la mutagénesis generalmente se acepta e ignora en las discusiones políticas.
