Disertante: Dr. Atilio Pedro Castagnaro Perspectivas sobre el uso de caña transgénica en las agroindustrias azucareras XX Congreso de Técnicos Azucareros de Centro América XIII Congreso de Técnicos Azucareros de Guatemala Antigua de Guatemala, 10-14 de Agosto de 2015.
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Perspectivas sobre el uso de caña transgénica en las ......caña de azúcar de la EEAOC. •En una primera etapa se liberará comercialmente una variedad elite RA 87-3. •Propósitos
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Disertante: Dr. Atilio Pedro Castagnaro
Perspectivas sobre el uso de
caña transgénica en las
agroindustrias azucareras
XX Congreso de Técnicos Azucareros de Centro AméricaXIII Congreso de Técnicos Azucareros de Guatemala
Antigua de Guatemala, 10-14 de Agosto de 2015.
Contenido
La EEAOC y el ITANOA
Caña de azúcar en Argentina y Tucumán
Caña de azúcar en la EEAOC
Cultivos transgénicos
Proyecto: transgénesis de caña de la EEAOC
Nuestra visión del futuro de la caña de azúcar
Nuevos desarrollos transgénicos de caña
Conclusiones
La EEAOC
Instituto Agroindustrial de la Provincia de Tucumán 106 años de actividad Cultivos principales: caña de azúcar y sorgo (Programa CA), soja, poroto y garbanzo (Programa Granos), limonero (Programa Citrus)
Organización EEAOC
Directorio
Constituido por 10 miembros ad honorem designados por el PE.
Representantes de las actividades: azucarera, citrícola, oleaginosa ycerealera, hortícola, tabacalera y ganadera de la Provincia.
La Dirección Nacional de Mercados Agroalimentarios
Propagación variedad Comercialización
A
B
C
Prueba de concepto
• Expresión de la enzima 5-enolpiruvil-shikimato-3-fosfato sintasa(EPSPS) proveniente de Agrobacterium tumefaciens en variedades de caña de azúcar de la EEAOC.
• En una primera etapa se liberará comercialmente una variedad elite RA 87-3.
• Propósitos y desafíos: • Mejorar el rendimiento (cultivo monocotiledónea y semiperenne)• Bajar costos de producción (extender producción 1 año)• Bajar uso de herbicidas convencionales• Prueba de concepto para el proceso de desregulación
¿Por qué una caña de azúcar tolerante
a glifosato?
Transformación genética:
Etapa de Laboratorio
Multiplicación y prueba de concepto en invernadero
respectively); 11: RA87-3 conventional propagated control; 12-15 transformed lines (6; 29; 36 and 23 respectively) with a distinct growth
phenotype. b) Dendrogram of the four sugarcane genotypes and the transgenic lines of RA87-3 based on 339 allele analysis from 9
TRAP primer combinations when using Jaccard coefficient and UPGMA clustering method with InfoStat, presented as distance (1-S, S:
similarity). Lines represented similarity of 0.99; 0.78 and 0.68.
Caracterización genética
con marcadores TRAP
Ensayos de campo Fase II
2011-2014
Ambiente 1 La Chacra
Exp. S01:0190521/2011
Planta 2012
Planta 2012
Soca 1 2013
Soca 1 2013
Ambiente 2 EEAOC
2006 2008 2009 2010 2011 2012 20132007
Optimización del proceso y obtención de
plantas transgénicas
Multiplicación en semillero a
campo (Res.114/2009)
Ensayo campo : aplic.
Glifosato (Res.114/2009)
Aclimatación y multiplicación
de líneas transgénicas en
invernadero (Res.200/2008)
51 líneas transgénicas
EEAOC
Chacra
Ensayos en dos localidades (Res.
621/2011)
6 líneas transgénicas2012: EEAOC representación en CONABIA (Comisión Nacional Asesora de Biotecnología Agropecuaria)
2014 2015
Selección de un evento
para comercializaci
ón
Presentación fase II en
CONABIA y SENASA (Servicio
Nacional de Sanidad y
Calidad Agroalimentar
ia)
2012: Inicio etapa desregulatoria con presentación de consulta previa
El camino para la desregulación:
2012: La Chacra y EEAOC miembros de CONABIA.
2012: Primera consulta previa en CONABIA para liberar un evento transgénico.
2013: Reunión de la CONABIA en Salta y Tucumán (EEAOC). Primera reunión
de CONABIA fuera de Buenos Aires.
2013: Resolución 318. Sistema simplificado para la evaluación de nuevas
variedades en un cultivo, que contengan construcciones genéticas
esencialmente equivalentes a las incorporadas en eventos ya liberados.
2013: Resolución 661. Permiso para multiplicar agámicamente caña de azúcar
OVGM en proceso de desregulación para la producción de caña bajo
condiciones reguladas (no liberada todavía).
2015: Resolución 97. Definición de criterios para priorizar entre eventos
transgénicos en desregulación comercial en Argentina.
2015: Presentación de la documentación de Fase II (CONABIA y SENASA).
Cambios en la legislación para la
desregulación de eventos
transgénicos:
Para poder utilizar en caña de azúcar esta poderosa herramienta de la transgénesis por sus beneficios en costos, tiempos y sustentabilidad ambiental (sostenibilidad económica, ambiental y social), es necesario cambiar la legislación y la manera de evaluar las variedades obtenidas con esta tecnología.
¿Por qué la transgénesis en
caña de azúcar?
Cambio climático (mitigación, resiliencia, etc.)
Incremento de la sostenibilidad
Aumento de la productividad vertical
Bioenergía (expansión del cultivo hacia ambientes marginales)
Bioetanol de segunda generación (degradación lignocelulosa)
Nuevos productos (biorrefinería)
Parte de la solución energética está
en la biomasa vegetal:
Cultivos de alto rendimiento (> 50 tn/ha)
Alta eficiencia de conversión de biomasa en energía (75%)
100-150.000.000 ha para reemplazar consumo de petróleo
(niveles de 2010)
Factible sin usar tierra de producción de alimentos/forraje
El candidato: la Caña de azúcar…
La posible expansión de
caña en Argentina
Matriz energética
Argentina:
No renovables = 87%
Renovables = 9%
Brasil
No renovables= 49%
Renovables = 45%
Comunidad Europea (2020)
No renovables = 50%
Renovables = 50%
350.000 Ha (2012)
2.000.000 Ha
Desarrollo de biorrefinería
basado en la industria
alco-azucarera
• Biofertilizantes– Compost
– Microorganismos
• Químicos– 2,3-butanodiol
BioetanolCombustible (Primera generación*)
Industrial (farmacéutico y alimentos)
Fino (ron)
Levadura Fermentación industrial
Probióticos secados para consumo humana y animal
*Futuro segunda generación biocombustibles
• Eficiente uso de nitrógeno (EUN)Caña de azúcar necesita relativamente alta cantidad de Nitrógeno. Baja eficiencia de uso 10-40%. Poco conocimiento sobre la interacción con microorganismos fijadores de nitrógeno.
i. AlaAT (cebada)ii. ZmDof1 (maíz)
Para incorporar nitrógeno al suelo se usa el 2% de toda la energía (global) producida, por lo que para aumentar la sostenibilidad de la agricultura es muy importante reemplazar la fertilización nitrogenada convencional.
• Producción de biomasa• Reguladores de crecimiento vegetal (brasinoesteroides)• Retrasar inducción de floración• Metabolismo de fósforo• (fotosíntesis, enzimas claves de metabolismo de carbono)
Futuros desarrollos transgénicos para
la sostenibilidad agronómica:
Pensando en…
Nuevos herbicidasEl uso extensivo de glifosato (>700.000 tn en 2012) está causando la aparición de malezas resistentes (32 especies en 2015) y generando preocupación en la salud humana, lo que incentiva a buscar nuevas tecnologías de herbicidas.
i. Fosfitoii. Alelopatía (sobreexpresión de compuestos alelopáticos de plantas o de
tolerancia a un compuesto que perjudica el crecimiento de las plantas)iii. Bioherbicidas (expresión transgénica de compuestos de origen natural
que afectan el crecimiento de malezas; también puede ser expresión de tolerancia)
Futuros desarrollos transgénicos para
la sostenibilidad agronómica:
Pensando en…
Expansión del cultivo y
respuestas al cambio climático
• Tolerancia a sequía
•Tolerancia a frío
•Tolerancia a salinidad
•Resistencia a enfermedades
• Resistencia a plagas
Los dos factores más importantes para una expansión importante del cultivo en Argentina son: tolerancia a estrés hídrico y bajas temperaturas.
Futuros desarrollos transgénicos para
el área industrial: Acumulación incrementada de azúcares
i. IsomaltulosaAzúcar no metabolizada en plantas, uso en producción de biocombustibles,
edulcorante no cariogénico, uso industrial etc.ii. Disminución de Fructosa-1,6-bisfosfatasa (FBPasa)iii. Sobre expresión de Sedoheptulosa-1,7-bisfosfatasa (SBPasa)
Producción de etanol de segunda generaciónMayores obstáculos para refinerías de biomasa son los costos de pretratamiento y producción de celulasas para convertir lignocelulosa en azúcares fermentables.
i. Reducir y/o cambiar estructura de la lignina ii. Producción de celulasas y hemicelulasas (autodigestión)iii. Enzimas con múltiple acción (quimeras)
Producción de compuestos de valor agregadoi. Proteínas recombinantesii. Otros compuestos (metabolitos secundarios)
Conclusiones:
Nuestro propósito es convertir a la caña de azúcar en un cultivo estratégico para Latinoamérica, tanto para producir alimentos como energía, porque al no exportar propágulos biológicos no es necesario desregular en terceros países.
La transgénesis es una herramienta de mejoramiento muy importante para conseguir este propósito expandiendo el cultivo y aumentando su productividad.
Es importante desarrollar un sistema de transformación, regeneración y multiplicación robusto para el cultivo y usar genes de libre disponibilidad.
Es necesario cambiar las normas de desregulación comercial para el uso seguro y óptimode la tecnología en caña de azúcar y otros cultivos.
Nuestros futuros desarrollos de transgénesis en caña de azúcar incluirán:• Tolerancia a estrés abiótico y biótico• Uso eficiente del nitrógeno• Modulación de la estructura de la pared celular
¡La transgénesis manejada y regulada responsablemente por los Estados, es una oportunidad para aumentar la sostenibilidad de una agroindustria clave para el DESARROLLO LATINOAMERICANO!
Adler, ConradoBudeguer, FlorenciaCastagnaro, Atilio PedroChalfoun, Nadia Cuenya, María Inés Dantur, KarinaDíaz, María ElenaEnrique, RamónFilippone, María Paula, Noguera, Aldo, Ostengo, SantiagoOvejero, NataliaPaz, NoraPerera, FranciscaRacedo, JosefinaSoria, María JoséWelin, Björn