La biotecnología vegetal

La biotecnología vegetal

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¿Qué es la biotecnología vegetal?

“Es la aplicación de la ciencia y la tecnología a las plantas, sus partes, productos y modelos con el fin de alterar materiales vivos o inertes para el desarrollo de conocimiento, bienes y servicios” (OCDE)

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¿Por qué las plantas?

•Son los grandes fabricantes de oxígeno
• Componentes clave de los ciclos biológicos básicos (ciclo del agua, formación del suelo, …)
• Fuente principal de energía y material orgánico en los ecosistemas
• Base de la cadena alimentaria
• Materia prima de interés industrial: tejidos, caucho, biocombustibles, …

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¿Para qué sirve la biotecnología?

1/ Mayor productividad:Se comercializan plantas resistentes a enfermedades o plagas, reduciéndose la necesidad del uso de pesticidas agroquímicos; también se han diseñado plantas resistentes a sequías y temperaturas extremas, o aptas para crecer en suelos ácidos y/o salinos, o resistentes a herbicidas, lo que permite eliminar malezas sin afectar el cultivo; además, se ha diseñado variantes con una capacidad mayor para fijar nitrógeno, lo que reduce el uso de fertilizantes 

• Tolerancia a herbicidas

• Resistencia a virus y patógenos

• Resistencia a plagas

2/ Mejora nutritiva: Una de las aplicaciones más demandada de la biotecnología vegetal es la mejora de la calidad nutricional, generando alimentos enriquecidos en aminoácidos, vitaminas, minerales o determinados ácidos grasos

• Enriquecimiento de vitaminas

• Ácidos grasos modificados

• Incremento de iones

3/Biocombustibles: Una amplia variedad de plantas es empleada en la producción de biocombustibles, desde algas hasta nueces y semillas de plantas de cultivo como maíz y caña de azúcar. La producción de biocombustibles de primera generación consiste principalmente en probar y procesar combustibles de plantas agrícolas, nueces, semillas y aceites. La investigación actual en biocombustibles celulósicos para materias primas de segunda generación, sin embargo, está considerando fuentes no agrícolas de aceites y biolípidos usados en la producción de biocombustible.

4/Fitorremediación: Consiste en el uso de plantas para degradar, asimilar, metabolizar o desintoxicar metales pesados, compuestos orgánicos y radiactivos de ambientes contaminados por Cr, Cu, Fe, Ni, Zn, Pb, combustibles, armas químicas, pesticidas y herbicidas, solventes orgánicos...

• Eliminación de contaminantes

5/Biofactorias: Se han probados otras proteínas para el empleo como insecticidas, como el inhibidor alfa-amilasa, algunas lectinas, la toxina A de P luminiscens, la enzima colesterol oxidasa, avidina, citocromo P450 oxidasa y UDP-glicosiltransferasa, algunos compuestos volátiles y ARNi.

• Biopolímeros

• Proteínas terapeúticas

6/Mejora de ornamentales: Muchos pigmentos tendrían efectos beneficiosos en la salud humana. Los carotenoides son precursores de la vitamina A. Las dietas deficitarias en vitamina A en los niños serían causantes de ceguera y de la reducción en la respuesta inmune, aumentando el riesgo de infecciones severas. Por eso, el desarrollo de nuevas o más potentes fuentes de carotenoides en las hortalizas u otros productos de consumo masivo podría realizar un importante aporte en el mejoramiento de la salud humana. En este sentido, el desarrollo de variedades genéticamente modificadas es una interesante estrategia.

• Pigmentos

• Aromas y fragancias

7/Tolerancia a estres: Las plantas son sometidas frecuentemente a estrés debido a condiciones desfavorables en el ambiente físico o químico con las que intentan sobrevivir mediante diferentes respuestas. Sin embargo, nosotros podemos favorecer esa tolerancia gracias a la biotecnología:

1. haciendo que produzcan más solutos compatibles beneficiosos para la planta
2. mediante la sobreexpresión de proteínas LEA(Late Embryogenesis Abundant) que generan más resistencia,
3. controlando la bomba de NA+/H+ intentando reducir el incremento del Na+ que es el que provoca el estrés
4. cambiando las propiedades de las membranas (las más resistentes son las que tienen mayor composición de grasos insaturados con dobles enlaces) para que toleren mejor las bajas temperaturas
5. Expresando genes que codifiquen proteínas que actúan como anticongelantes (gen de la AFP)

• Suelos salinos

• Sequía Altas temperaturas

8/Mejora postcosecha: Cabe destacar las modificaciones realizadas para obtener cosechas más tempranas regulando la velocidad de maduración de frutos; esto permite un proceso de postcosecha y transporte de más larga duración sin que lleguen los alimentos al consumidor en estados avanzados de madurez.

• Retraso de maduración

 

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¿Cuales son los retos de la agricultura del siglo XXI?

• Mayor rendimiento por hectárea
PROBLEMA: disminución de suelo laborable y recursos hídricos

• Asegurar el alimento de una población que crece
POBLACION: 9.000 millones en el año 2050

• Incrementar la calidad de los alimentos y la seguridad alimentaria

• Agricultura más compatible con el medio
Disminución del uso de productos químicos

• Plantas con nuevo valor añadido
Plantas como biofactorias, biosensores y biocombustibles