GENES DE LA PLANTA SILVESTRE
SOLANUM BULBOCASTANUM , USANDO PARA RESISTIR AL HONGO DEL TIZON TARDIO
DE LA PAPA
Prof. Joe Cummins - 28 enero del 2006
L a
empresa alemana BASF ha hecho una solicitud al gobierno de Irlanda para
hacer evaluaciones de campo de papa GM en la zona de Arodstown, Co.
Meath. Los ensayos se harían por 5 años desde el 2006
al 2010.
Esta papa transgénica ha sido modificada con un gen de una variedad
silvestre de México, Solanum bulbocastanum (emparentada con la
papa). El marcador genético utilizado es un gen con resistencia
a herbicidas. La papa es modificada para resistir el hongo que es agente
causal del tizón tardío de la papa Phytophora infestans.
A continuación se presentan un análisis hecho en base
a la solicitud presentada por BASF al Gobierno de Irlanda.
Parece ser que la empresa no ha planificado hacer estudios de salud
y ambientales (1). Además parece que no se han hecho los estudios
sobre el uso de esta papa como alimento animal.
Es poco inteligente aprobar una liberación en el campo de cultivos
transgénicos que no han sido evaluados, porque la transferencia
de un solo gen aun entre plantas relacionadas, ha generado la presencia
de toxicidad no esperada en la plantas transgénicas, resultando
en la alteración de la calidad y en la inmunigecidad de los productos
modificados genéticamente (2). Cuando genes únicos de
plantas son usadas para modificar otra planta como la arbeja, se asume
que esa transferencia no puede producir productos tóxicos en
la planta que ha sido modificada. Sin embargo, lo inesperado puede prevalecer.
Las personas y la vida silvestre de Irlanda no deben ser expuesto a
pruebas inadecuadas.
El tizón tardío es una de las enfermedades más
devastadoras de la papa. Es causada por el hongo Phytophora infestans,
un patógeno de la papa y, en menor grado, del tomate.
En la papa (Solanum tuberosum) hay cuatro genes dominantes relacionados
con la resistencia a la infección del tizón tardío:
R1 al R4. Se han identificado siete genes adicionales, 5 de los cuales
son alelos del complejo locus R3 (de un total de 11 genes dominantes
R).
La hibridación de la papa con especies silvestres mexicanas empezaron
en 1909, y continúan hasta el presente. Sin embargo, a pesar
de los constantes esfuerzos hechos, el hongo P. infestans ha desarrollado
estirpes que han superado la resistencia genética.
Se han desarrollado fungicidas químicos para controlar el tizón
tardío, pero estos también han sucumbido a la versatilidad
del hongo.
El hongo tiene dos tipos (A1 y A2). Los dos aparecieron por primera
vez en México. Sin embargo sólo el tipo A1 estaba presente
en las papas europeas hasta 1978, cuando el tipo A2 apareció
en Inglaterra. La presencia de los dos tipos incrementó en gran
manera el intercambio genético entre los hongos, lo que aceleró
la pérdida de resistencia genética al control con fungicidas
(3,4).
Las primeras variedades resistentes de México eran obtenidas
usando verdadera hibridación sexual con las variedades silvestres,
pero las estirpes resistentes pronto sucumbieron a mutantes del hongo
del tizón tardío.
Una planta silvestre mexicana Solanum bulbocastanum es resistente de
manera estable a Phytophora infestans, pero no es posible hibridizar
sexualmente a esta planta, con la papa. Entonces se utilizó una
técnica llamada hibridación somática para crear
híbridos sexuales. La hibridación somática incluye
fusión celular a partir de cultivos celulares de Solanum bulbocastanum
y papa. Las células fusionadas contienen núcleos de papa
y Solanum bulbocastanum. Durante la mitosis, los cromosomas de las células
fusionadas de las dos especies son mezcladas y se forma un solo núcleo
híbrido en la célula. Las células pueden ser cultivadas
en un medio sólido para formar una especie de tumor vegetal.
Este tumor es tratado con hormonas de crecimiento vegetal para que produzca
plántulas que produce plantas con flores.
Estos híbridos somáticos tienen una meiosis irregular
y los cromosomas se aparean también de manera irregular, pero
se han obtenido líneas resistentes al tizón tardío,
relativamente estables (5,6,7).
Entre los 11 genes de resistencia al tizón tardío, que
producen un amplio espectro de resistencia con gran efectividad en contra
del tizón tardío, se incluye el gen RB (8) así
como los genes Rpi-blb1 (9) y Rpi-blb 2 (10) que son activos en la papa
y el tomate. Estos híbridos somáticos son útiles
cuando se quiere identificar genes de resistencia y son transmitidos
en líneas de mejoramiento de papa, a través de intercruzamiento.
En todo caso, ahora se prefiere la manipulación genética
de las líneas de mejoramiento de la papa, porque la resistencia
puede ser transmitida a líneas comerciales de manera más
rápida.
La propuesta de la empresa BASF de hacer pruebas de campo de papas GM
(11), incluye el uso de dos genes de resistencia de amplio espectro:
los genes Rpi-blb1 y Rpi-blb2. Estos dos genes tienen una estructura
asociada con genes regulatorios llamados NBS-LRR, que codifica un tipo
de proteína regulatoria.
Muchos genes de resistencia a enfermedades codifican proteínas
de este tipo. Numerosos genes de plantas NBS-LRR están presentes
en el típico genoma vegetal. Cada proteína es específica
para un tipo particular de patógeno, estimulando una señal
particular que desencadena una respuesta defensiva. Esta señal
es frecuentemente una célula vegetal muerta localizada, llamada
respuesta hipersensitiva.
El Terminal C de la proteína, reconoce un elemento en el que
el patógeno se pega, activando una señal que desencadena
la respuesta defensiva (12). El agente causal tizón tardío
de la papa suprime los genes de defensa de la papa en variedades sensitivas
al hongo, pero no en las variedades resistentes.
Los genes de resistencia NBS-LRR en plantas están localizados
en células citoplasmáticas y no se extienden a través
de la membrana celular, pero son activadas por señales procedentes
del patógeno que penetran a la célula (13). La proteína
sintetizada por los genes NBS-LRR, generalmente producen anticuerpos
cuando son inyectados en mamíferos, pero hasta ahora no se ha
estudiado a estas proteínas de resistencia a la enfermedad, luego
de que han sido modificadas a través de glicosilación,
lo que contribuye a una respuesta inmunológica.
La propuesta de BASF (11) indica que las papas GM que van a ser evaluadas
en Irlanda, fueron transformadas usando dos plásmidos. Cada plásmido
contiene uno de los genes de resistencia: Rpiblb1 y Rpi-blb2, y cada
uno de estos, contiene un intrón. Los dos genes tienen además
1 o 2 promotores genéticos, que incluye un intrón que
actúa como “enhancer, y está acompañada por
una secuencia génica que indica que la transcripción de
los genes Rpi-blb1 y 2 debe terminar.
Los plásmidos también contienen un gen de una proteína
mutante, una sintetasa llamada ácido acetohidroxi sintetasa (AHAS).
Este gen ha sido extraído de una pequeña planta relacionada
con la mostaza del género Arabidopsis. Este gen le confiere resistencia
a los herbicidas del grupo de los imidazolines (que no han sido aprobados
para ser usados en la papa en Irlanda).
El gen AHAS es conducido por un gen promotor de la bacteria Agrobacterium
(es una nopalina sintetasa). La papa transformada es tolerante a un
herbicida, pero el herbicida es utilizado únicamente en el proceso
de selección de las células de papa transformadas, pero
no durante el cultivo de la papa.
Todas las líneas genéticamente modificadas que van a ser
liberadas al medio ambiente, contienen una o dos copias del plásmido.
Ellos esperan que ni los genes de resistencia no los genes AHAS afecten
la polinización ni la dispersión de semillas de la papa.
Ellos tampoco creen que la modificación genética afecte
la posibilidad de que las papas GM intercambien polen con papas en los
campo de papa convencional.
Es interesante notar que durantes las evaluaciones hechas en invernaderos,
no se estudió la expresión de los genes modificados bajo
condiciones extremas, por ejemplo bajo sequías, inundaciones,
calor, frío extremos, exceso de Nitrógeno, o falta de
nutrientes.
En el pasado se han evaluado a los cultivos GM sólo en condiciones
óptimas de crecimiento (lo que no sucede siempre en condiciones
naturales), antes de ser liberados al ambiente real. Ciertamente, las
condiciones de estrés puede hacer que los genes insertados expresen
de manera inesperada ciertas sustancias que pueden ser tóxicas,
en los cultivos GM.
La propuesta de BASF (11) dice que ellos no esperan que los genes de
resistencia sinteticen ninguna sustancia tóxica, alergénica
o perjudicial para la salud humana. Ellos asumen que la modificación
genética es segura, porque la planta contiene numerosas proteínas
NBS-LRR y que las papas cultivadas contienen genes R de una especie
silvestre de Solanum (el mismo género de la papa), S. Demissum.
Hay que tener cuidado con lo que ellos asumen como seguro.
Los genes de S. Demissum presentes en las papas comerciales, son genes
NBS-LRR pero no son el tipo de genes NBS-LRR de amplio espectro usados
en las papas de BASF. Observaciones hechas al respecto demuestran que
los genes transferidos entre especies que son emparentadas filogenéticamente,
pueden sintetizar proteínas con respuestas inmunológicas
muy potentes (a veces fatales) (2).
Los procedimientos usados para analizar si las secuencias de ADN pueden
desencadenar respuestas alergénicas (IgE), dejarían pasar
respuestas inmunológicas poderosas que pueden conducir a inflamaciones
fatales o casi fatales. Lo sensato sería probar a las papas GM
sembradas en invernadero, no sólo para ver si van a producir
alergias, sino también para ver si producen inflamaciones, antes
de liberar las papas GM al ambiente. La respuesta inmunológica
descrita en la referencia 2, fue provocada por la modificación
hecha a una proteína alterada, luego de haber llevada a cabo
una transferencia entre especies.
Sin embargo, hay poca información disponible sobre la modificación
de genes NBS-LRR en plantas. Parece que es un cuestión simple
el hacer experimentos con animales usando papas GM sembradas en invernadero
ates de ser liberadas en el ambiente, sin embargo, parece que eso no
ha sido hecho. Parece que la evaluación del riesgo del impacto
del experimento en especies no objetivos se hizo basándose en
la presunción de que las papas GM eran seguras, y no hay un esquema
adecuado para hacer un monitoreo posterior.
Si se comprobó que las papas GM son inmunológicamente
activas, el impacto tanto en seres humanos como en animales pueden ser
muy severos.
En la propuesta de BASF se hace mención al manejo, liberación
y disposición final de los inóculos de Pytopthora infestans
y de las plantas inoculadas, pero no se hace una descripción
detallada que cómo se procedió, y esto es algo que se
debió hacer.
La distancia de aislamiento de 20 metros entre papas cultivadas no es
adecuada.
No se hace una explicación adecuada de cómo se hizo el
control para prevenir el escape de las semillas GM y de los tubérculos.
Parece que no se hizo un monitoreo adecuado del tratamiento que se hizo
al sitio de evaluación después de la liberación.
Aparentemente no existe ninguna razón por la cual no es posible
mantener en el sitio de las pruebas, un guardia a tiempo completo
En conclusión, las consideraciones hechas sobre la seguridad
humana y del medio ambiente parece que se basaron primordialmente en
ilusiones antes que en un esfuerzo serio de reunir u obtener información
basada en hechos en la seguridad de las construcciones transgénicas.
BASF hizo una petición para la evaluar liberación en el
campo de papas GM resistentes a el tizón tardío de la
papa, en las que se ha introducidos los genes
Rbi-blb1 y 2, a principios del 2005 en Los Países Bajos.
La nota de petición parece indicar que estas papas GM han sido
liberadas en Alemania, el Reino Unido y Suecia (14).
En los Estados Unidos se han hecho 5 pruebas de campo usando papas GM
con genes RB1 y RB2 de gran espectro con resistencia al tizón
tardío de la papa (NBS-LRR), obtenidos de Solanum bulbcastanum.
Las liberaciones fueron hechas en Minnesota y Wisconsin por la USDA
(Ministerio de Agricultura de Estados Unidos) y la Universidad de Minnesota
(15).
El aislamiento y el despliegue de los genes de RB en la papa se han
descrito en (16,17).
Las pruebas de campo de genes NBS-LRR de amplio espectro han empezado
con estirpes de papa con resistencia al tizón tardío de
la papa. Se cree que pronto seguirán evaluaciones de variedades
con resistencia a un amplio espectro de pestes con otros cultivos alimenticios
como el arroz, el maíz, la soya y muchos otros.
Es imperativo por lo tanto, que se hagan evaluaciones completas sobre
la seguridad de estas nuevas manipulaciones genéticas tanto en
el ambiente como en la salud humana, antes de que estos cultivos transgénicos
sean comercializados.
Es inaceptable la afirmación hecha de que la familia de genes
de resistencia NBS-LRR y sus productos derivados, son seguros para la
salud y el ambiente porque estos genes fueron aislados de otros cultivos
alimenticios.
El concepto de que los genes NBS-LRR son seguros mientras no se compruebe
su riesgo, es una aseveración que apela a los intereses de los
promotores de la biotecnología, pero no sirven para el interés
público.
Referencias
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