OGMs, BIOSEGURIDAD y BIODIVERSIDAD: IMPACTO POTENCIAL DEL

FLUJO DE GENES

W.ROCACurso: “Bioseguridad y Biotecnología Moderna”

UNALM, Dic. 2010

Desarrollo de cultivos GMs y evaluación de Desarrollo de cultivos GMs y evaluación de su seguridadsu seguridad

Concepto deproducto

Descubrimientode genes

Modificacióngenética

Selección y desarrollode productos

Mercado

Efectos sobre: salud,Efectos sobre: salud,ambienteambiente Aceptación por el públicoAceptación por el público

Alerginicidad y toxicidad

Evaluación morfoagronómica y

nutricional

Análisis de impacto ambiental

Caracterización molecular del

evento

ConsumidorAños: 0-10 Años: 0-10 1-2 2-3 1-2 1-2

Evaluación de Riesgo: Pre liberaciónEvaluación de Riesgo: Pre liberación

Monitoreo: Post liberaciónMonitoreo: Post liberación

Flujo de Genes y Evolución de los CultivosFlujo de Genes y Evolución de los Cultivos

Plantas silvestresPlantas silvestres

CultivosCultivos

Flujo (“escape”) de semillaFlujo (“escape”) de semilla

CultivosCultivos

Parientes silvestr.Parientes silvestr.Cvs nativosCvs nativos

• Domesticación Domesticación • Variación genética Variación genética • Base genética Base genética

Investigación actualInvestigación actual

Impacto potencial en la función de Impacto potencial en la función de agro-ecosistemasagro-ecosistemas

CCultivated and wild potatoes ultivated and wild potatoes probably probably Solanum bukasoviiSolanum bukasovii) ) growing near Concepción, Junin , growing near Concepción, Junin , Peru,Peru,

S. bukasovii S. bukasovii in potato fieldin potato fieldMantaro Valley, HyoMantaro Valley, Hyo

S. acauleS. acauleweedweed in in the fieldthe field

S. raphanifolium

S. chomatophilum S. chomatophilum nearnearcultivated fields in cultivated fields in Cajamarca, Cajamarca,

Moray, Cusco (3,600 masl)

S. raphanifolium

S. megistacrolobum

Domesticación y Especiación de los CultivosDomesticación y Especiación de los Cultivos(caso de la Papa (*)(caso de la Papa (*)

sparsipilumsparsipilum

DomesticaciónDomesticaciónS. leptophyes S. leptophyes (2x)(2x) S. bukasovii S. bukasovii (2x)(2x) dentro del dentro del Complejo Complejo S. brevicauleS. brevicaule (Spooner et al, 2005) (Spooner et al, 2005)

megistacrolobummegistacrolobum

stenotomumstenotomum

goniocalyxgoniocalyxphurejaphureja

ajanhuiriajanhuiri

chauchachaucha juzepczukiijuzepczukii

acauleacauleandigenaandigena

tuberosumtuberosum

x n =12x n =12xxn =12n =12

n =12n =12 n =12n =12

2n = 2x = 242n = 2x = 24

n =12n =12 n =12n =12xx xx

2n = 3x = 362n = 3x = 36 n =24n =24 n =24n =24

xxGametos no reducidosGametos no reducidos

n =24n =24Adaptacion a días largosAdaptacion a días largos

2n = 4x = 482n = 4x = 48

2n = 5x = 602n = 5x = 60

n =36n =36Gametos no reducidosGametos no reducidos

MutaciónMutaciónSelecciónSelección

SelecciónSelección HibridizaciónHibridización

curtilobumcurtilobum

(*) Basado en Hawkes (1990) & Salaman (1937)(*) Basado en Hawkes (1990) & Salaman (1937)

  polyploidization    selection polyploidization    selection

((adapted from Hosaka K and Hanemann R, 1988: caso de la adapted from Hosaka K and Hanemann R, 1988: caso de la papa)papa)

Evolución del DNA cloroplástico y especiación de cultivos Evolución del DNA cloroplástico y especiación de cultivos

WW

S. chacoenseS. chacoenseS. sparsipilumS. sparsipilumS. demissumS. demissumc.v.c.v. ‘‘GretaGreta’’

CC

S. acauleS. acauleS. bukasoviiS. bukasoviiS. juzepczukiiS. juzepczukii

TT

S. tuberosumS. tuberosumssp.ssp. tuberosum tuberosum

SS

S. goniocalyxS. goniocalyxS. phurejaS. phurejaS. stenotomumS. stenotomumS. chauchaS. chauchaS. curtilobumS. curtilobum

AA

S. tuberosum S. tuberosum sspssp. andigena. andigenaS. magliaS. maglia

1.1. Nivel de ploidíaNivel de ploidía

2.2. Viabilidad de las semillasViabilidad de las semillas

3.3. Gametos y fertlidad sexualGametos y fertlidad sexual

4.4. Produccion y vectores de polenProduccion y vectores de polen

Mecanismos de aislamiento reproductivoMecanismos de aislamiento reproductivo

5. 5. Alelos de cAlelos de compatibiliompatibilidaddad sexual sexual

6.6. SimSimpatríapatría

7.7. OtrosOtros

Descubrir Descubrir rasgosrasgos de de especies especies silvestres y silvestres y transferirlos a transferirlos a variedades variedades cultivadas cultivadas

Resultado : Base genética de los cultivosResultado : Base genética de los cultivos

SilvestresI J

(*) Arroz , Tomate, Frijol, otros(*) Arroz , Tomate, Frijol, otros

FrijolFrijol Región Formas moleculares FaseolinaRegión Formas moleculares Faseolina(Debouk, D. 1998) Silvestres Cultivadas(Debouk, D. 1998) Silvestres Cultivadas

ComúnComún Meso AméricaMeso América 1616 22ComúnComún AndesAndes 1313 77PallarPallar Meso AméricaMeso América 7 7 22PallarPallar AndesAndes 5 5 44TeparyTepary Meso AméricaMeso América 2525 22

(*) (*) De: Martínez, Tohme, Roca (CIAT, Cali)De: Martínez, Tohme, Roca (CIAT, Cali)(**)(**) De: Tanksley y McCouch (Cornell University) De: Tanksley y McCouch (Cornell University)

(**(**))

Área con Cultivos GMs en América Latina Área con Cultivos GMs en América Latina en el 2009 (*)en el 2009 (*)

País Area (has.) Cultivos comercializados

1. Brasil 21´400,000 Soya, Maíz, Algodón2. Argentina 21´300,000 Soya, Maíz, Algodón3. Paraguay 2´200,000 Soya4. Uruguay 800,000 Soya, Maíz5. Bolivia 800,000 Soya6. México 100,000 Algodón, Soya7. Chile < 100,000 Maíz, Soya, Colza8. Colombia < 100,000 Algodón, Maíz, Clavel9. Honduras < 100,000 Maíz10. Costa Rica < 100,000 Algodón, Soya

(*) ISAAA Brief 41-2009

> BIOSEGURIDAD:

Inicios: Exitos de la tecnología del ADN recombinanteProtocolo de Cartagena: Proteger la biodiversidad fomentando la seguridad de transferencia, manipulación y utilización de OGMs

Buen récord de seguridad pero prevalece la percepción de riesgos ambientales/alimenticios

Países en desarrollo: Fortalecimiento de capacidades para evaluación de riesgos y aprobación de liberaciones comerciales

> TOMA DE DECISIONES: Filosofías regulatorias: enfoque precautorio, equivalencia sustancial Fortalecimiento de Capacidades:

Desafíso – avances de la C&T Proceso de aprendizaje

La Bioseguridad en la BiotecnologíaLa Bioseguridad en la Biotecnología

Flujo de Genes Flujo de Genes

Proceso:Proceso:

La tasa del flujo de genes depende de:La tasa del flujo de genes depende de:- Emisión, transporte, germinación del polen (entre variedades - Emisión, transporte, germinación del polen (entre variedades compatibles de la compatibles de la misma especiemisma especie y con sus parientes silvestres) y con sus parientes silvestres)- Frecuencia de recombinación/transmisión sexual- Frecuencia de recombinación/transmisión sexual- Formación de - Formación de híbridoshíbridos viables ( introgresion) viables ( introgresion)- Establecimiento de plantas hibridas- Establecimiento de plantas hibridas

Requerimientos: ConocerRequerimientos: Conocer> Biología reproductiva, amplitud ecológica y manejo del > Biología reproductiva, amplitud ecológica y manejo del cultivocultivo> Simpatría (cultivo , cvs nativos y parientes silvestres)> Simpatría (cultivo , cvs nativos y parientes silvestres)> Sincronización de la floración> Sincronización de la floración> Polinizadores> Polinizadores> Compatibilidad genética> Compatibilidad genética> Naturaleza del transgén – rasgo de interés> Naturaleza del transgén – rasgo de interés> Persistencia del transg> Persistencia del transgén – rasgo en el agroecosistemaén – rasgo en el agroecosistema

Distribución de la biodiversidad en el campo Distribución de la biodiversidad en el campo

1.1. Parientes silvestresParientes silvestres- Ecosistemas no intervenidos- Ecosistemas no intervenidos- - Cerca de campos de cvs. nativosCerca de campos de cvs. nativos- - Dentro de campos de cvs. nativosDentro de campos de cvs. nativos

2.2. Cultivares NativosCultivares Nativos- Mezcla de variedades–parcelas pequeñas- Mezcla de variedades–parcelas pequeñas- Mono varietales – parcelas más grandes- Mono varietales – parcelas más grandes

3. 3. Variedades mejoradas modernasVariedades mejoradas modernas- Parcelas pequeñas – cerca a cvs. nativos- Parcelas pequeñas – cerca a cvs. nativos- Parcelas más grandes – - Parcelas más grandes – separadas de cvs. nativosseparadas de cvs. nativosPapas cultivadas y silvestresPapas cultivadas y silvestres ( ( Solanum Solanum

bukasoviibukasovii) ) , cerca a, cerca a Concepción, Jun Concepción, Juníín, n, PerPerúú

Diversidad y Diversidad y adaptacion de adaptacion de papas silvestrespapas silvestresDIVA-GIS: a CIP DIVA-GIS: a CIP

geographic geographic information information system for system for spatial analysis spatial analysis of diversityof diversity

Densidad de las papas Densidad de las papas silvestres en relación a áreas silvestres en relación a áreas de papa cultivada en las de papa cultivada en las AméricasAméricas

71% de las papas silvestres 71% de las papas silvestres son 2x, 12% son 4x y el resto: son 2x, 12% son 4x y el resto: 3x, 6x3x, 6x

4x (4EBN)4x (4EBN)

Distribución geografica de variedades Distribución geografica de variedades cultivadas y sus parientes silvestres cultivadas y sus parientes silvestres

Relaciones de habitat entre silvestres y cultivadas Relaciones de habitat entre silvestres y cultivadas (caso: (caso: Solanum section Petota; Solanum section Petota; Salas, A., CIP)Salas, A., CIP)

País/Dept.País/Dept. EspeciesEspecies Cultivado RelacionesCultivado Relaciones

PerúPerúAmazonasAmazonas chm, chq, brkchm, chq, brk phu, adgphu, adg SympatricSympatricPiuraPiura pcs, hcbpcs, hcb phu, adgphu, adg SympatricSympatricCajamarcaCajamarca cjm, chq, jlccjm, chq, jlc phu, stn, adgphu, stn, adg SympatricSympatricHuanucoHuanuco amb, acg, bukamb, acg, buk gon, phu, stn, adggon, phu, stn, adg AllopatricAllopatricPascoPasco acl, buk, amb, acgacl, buk, amb, acg gon, phu, stn, adggon, phu, stn, adg SympatricSympatricJuninJunin acl, buk, rhl, lxsacl, buk, rhl, lxs gon, phu, stn, adggon, phu, stn, adg SympatricSympatricAncashAncash acl, buk, mtp, autacl, buk, mtp, aut gon, phu, stn, adggon, phu, stn, adg SympatricSympatricLimaLima acl, mtp, cnt, wtmacl, mtp, cnt, wtm gon, phu, stn, adggon, phu, stn, adg SympatricSympatricHuancavelicaHuancavelica acl, buk, grc, bhkacl, buk, grc, bhk gon, phu, stn, adggon, phu, stn, adg SympatricSympatricAyacuchoAyacucho acl, buk, srsacl, buk, srs gon, phu, stn, adggon, phu, stn, adg SympatricSympatricApurimacApurimac acl, bukacl, buk gon, phu, stn, adggon, phu, stn, adg SympatricSympatricArequipaArequipa acl, bukacl, buk gon, phu, stn, adggon, phu, stn, adg SympatricSympatricCuscoCusco acl, buk, rap, spl, mrnacl, buk, rap, spl, mrn phu, stn, adg, juz, ajhphu, stn, adg, juz, ajh SympatricSympatricPunoPuno acl, buk, rap, spl, lmbacl, buk, rap, spl, lmb phu, stn, adg, juz, ajhphu, stn, adg, juz, ajh SympatricSympatric

Amarilla peruana (S. goniocalyx; native)

S. bukasovii (wild)

Huancayo, 3,600 masl, Junin, PeruHuancayo, 3,600 masl, Junin, Peru

S. bukasovii (wild)

Amarilla del centro(S. goniocalyx; native)

Huancayo, 3,600 masl, Junin, PeruHuancayo, 3,600 masl, Junin, Peru

País/Dept.País/Dept. EspeciesEspecies CultivadoCultivado RelacionesRelaciones

BoliviaBoliviaLa PazLa Paz acl, cnd, crc, nvv, bmbacl, cnd, crc, nvv, bmb phu, stn, adg, juz, ajhphu, stn, adg, juz, ajh SympatricSympatricCochabambaCochabamba acl, ala, ber, crc, oplacl, ala, ber, crc, opl phu, stn, adg, juz, ajhphu, stn, adg, juz, ajh SympatricSympatricSanta CruzSanta Cruz ncd, mcd, chc, cnd, avlncd, mcd, chc, cnd, avl phu, stn, adg, juz, ajhphu, stn, adg, juz, ajh SympatricSympatric

EcuadorEcuadorPotosiPotosi acl, opl, mcd, lphacl, opl, mcd, lph phu, stn, adg, juz, ajhphu, stn, adg, juz, ajh SympatricSympatricLojaLoja abz, colabz, col phuphu AllopatricAllopatricBolivarBolivar adradr phu, adgphu, adg AllopatricAllopatricTungurahuaTungurahua brt, min, colbrt, min, col phu, adgphu, adg ParapatricParapatricCotopaxiCotopaxi pcjpcj phu, adgphu, adg SympatricSympatricPichinchaPichincha adr, col, clnadr, col, cln phu, adgphu, adg SympatricSympatricIbarraIbarra adr, tndadr, tnd phu, adgphu, adg AllopatricAllopatricEl OrogEl Orog olm, chlolm, chl phuphu AllopatricAllopatric

VenezuelaVenezuelaMeridaMerida sbp, otisbp, oti adgadg AllopatricAllopatricTachiraTachira colcol adgadg AllopatricAllopatric

ArgentinaArgentinaJujuyJujuy acl, vid, tar, ifd, megacl, vid, tar, ifd, meg stn, adgstn, adg SympatricSympatricSaltaSalta ac, oka, meg, mcdac, oka, meg, mcd stn, adgstn, adg SympatricSympatric

Sigue: Relaciones de habitat…Sigue: Relaciones de habitat…

Patrones de floración ( papa en Patrones de floración ( papa en Junín, Perú : 3200 masl)Junín, Perú : 3200 masl) (Celis, et (Celis, et

al 2001-04)al 2001-04)

Similar pattern observed in all other Similar pattern observed in all other localitieslocalities

Semilla botánica de Semilla botánica de polinización libre en 5 campos polinización libre en 5 campos (papa, Peru)(papa, Peru)(Celis, et al 2001-04)(Celis, et al 2001-04)

Hyo,Junin

CIP, Hyo,Junin

Dispersión de polen en un campo de papa Dispersión de polen en un campo de papa resistente a herbicidaresistente a herbicida

Distance fromDistance from No. seedlingsNo. seedlings No. resistantNo. resistant % resistant% resistantResistant plantsResistant plants evaluatedevaluated seedlingsseedlings seedlingsseedlings (m)(m)

Within the fieldWithin the field 4,4764,476 5151 1.141.140.0 – 1.50.0 – 1.5 12,94612,946 44 0.030.031.5 – 3.01.5 – 3.0 16,71616,716 99 0.050.053.0 – 4.53.0 – 4.5 11,20911,209 66 0.050.054.5 – 6.04.5 – 6.0 15,21215,212 00 0.000.009.0 – 10.09.0 – 10.0 822822 00 0.000.00

Source: Tynan et al (1990). Herbicide: ClorsulforanSource: Tynan et al (1990). Herbicide: Clorsulforan

Genes Species

Order (Family)

Puno (1) (3820 masl

Cusco (3600 masl)

Espital - Huancayo

(3420 masl)

La Victoria - Huancayo

(3250 masl)

Pachapaqui - Huancayo

(3550 masl)

Astylus sp. Coleóptera (Melyridae) X X X X

Anthophora sp. Himenóptera (Apidae) X

Apis mellifera * Himenóptera (Apidae) X X

Bombus baeri Himenóptera (Apidae) X

Bombus funebris Himenóptera (Apidae) X(34.7%) X X X X

Bombus opifex Himenóptera (Apidae) X( 4.4%)

Centris flavohirta Himenóptera (Apidae) X

Thygater dispar Himenóptera (Apidae) X X

Xylocopa (Neoxylocopa) sp. 2

Himenóptera (Apidae) X

Xylocopa (Neoxylocopa) sp. 3

Himenóptera (Apidae) X

Xylocopa viridigaster Himenóptera (Apidae) X

Lonchopr ia sp. Himenóptera (Colletidae) X(36.9%) X

Megachile sp. 1 Himenóptera (Megachilidae) X

Megachile sp. 2 Himenóptera (Megachilidae) X

Total 6 6 5 4 3

Visitas de insectos registradas en flores de papa en campos de observación (*)Visitas de insectos registradas en flores de papa en campos de observación (*)

(*) honey bees are not attracted to potato flowers as there is no nectar and they do not extract pollen from stamens. There, visits are rare.Two native (“Qompis” (adg) and “Amarilla Peruana (gon)”) and two improved (“Revolucion” (male sterile) “Yungay”) varieties planted in each observation plot:(1) Puno: 505 bees per day; (2) Junin: 107 visits per day ( Celis, et al,2001 – 04)

Factores genéticos de la Reproducción IFactores genéticos de la Reproducción I(Caso Papa)(Caso Papa)

• La iLa inter-fernter-fertilidadtilidad se puede predecir en base a la se puede predecir en base a la ploploidíaidía (# (# de sets de cromosomas presentede sets de cromosomas presente) ) y el número del balance y el número del balance del endospermodel endospermo (EBN)(EBN)

• Hipótesis Hipótesis EBN (Johnston et al., 1980EBN (Johnston et al., 1980; Hanneman, 1984):; Hanneman, 1984): La tasa La tasa de “factores” hembrade “factores” hembra/ma/macho encho en el endospermoel endospermo

determindeterminaa el funcionamiento el funcionamiento o o rupturaruptura deldel endospermendospermo o después de ladespués de la fertiliza fertilizaciónción- - Desarrollo normalDesarrollo normal = 2:1 tasa de “factores” = 2:1 tasa de “factores” hembra a hembra a macho macho- - Las especies que se cruzan tienen el mismo Las especies que se cruzan tienen el mismo EBN, EBN,

independindependientemente de la ploidíaientemente de la ploidía- - Pero el Pero el EBN EBN puede serpuede ser ajustadoajustado disminuyendodisminuyendo o o

aumentando el aumentando el # # de cromosomas para alcanzar la de cromosomas para alcanzar la relación de relación de 2:1 e2:1 en el en el endospermndospermoo::

* * Doblamiento de cromosomasDoblamiento de cromosomas* * Gametos 2nGametos 2n

Factores genéticos de la Reproducción IIFactores genéticos de la Reproducción II (Caso Papa) (Caso Papa)

Gametos No reducidos (2n) (*)Gametos No reducidos (2n) (*)

Cruzas entre especies conCruzas entre especies con EBNs -> EBNs -> sin éxitosin éxitoCruzas entre especies con Cruzas entre especies con = EBNs -> = EBNs -> éxito, aún si la ploidía fuera diferenteéxito, aún si la ploidía fuera diferenteCruzas entre especies con Cruzas entre especies con EBNs -> s EBNs -> si los gametos soni los gametos son 2n 2n

Polen Polen 2x2x

Polen Polen 1x (normal)1x (normal)

(*) Grupo de Peloquin; tomado de Quiroz, 2000(*) Grupo de Peloquin; tomado de Quiroz, 2000

Compatibilidad basada en factores genéticos de la reproducciónCompatibilidad basada en factores genéticos de la reproducción(Caso Papa)(Caso Papa)

Especies silvestresEspecies silvestres x x eespeciesspecies cultivadas cultivadas ProgenProgenieie No. No. spp. silv.spp. silv.

4x (4EBN)4x (4EBN) 4x (4EBN), e.g. ssp.4x (4EBN), e.g. ssp. tuberosum tuberosum 4x (4EBN)4x (4EBN) 33

2x (2EBN)2x (2EBN) 2x (2EBN), e.g. 2x (2EBN), e.g. S. phurejaS. phureja 2x (2EBN)2x (2EBN) 7474

A través deA través de gametos gametos 2n:2n:

2x (2EBN)2x (2EBN) 4x (4EBN), e.g. ssp4x (4EBN), e.g. ssp. tuberosum. tuberosum 4x (4EBN)4x (4EBN) 74744x (2EBN)4x (2EBN) 4x (4EBN), e.g. ssp4x (4EBN), e.g. ssp. tuberosum. tuberosum 6x (4EBN)6x (4EBN) 1313

2x (IEBN)2x (IEBN) 2x (2EBN), e.g. 2x (2EBN), e.g. S. phurejaS. phureja 3x (sterile)3x (sterile) 30304x (4EBN)4x (4EBN) 2x (2EBN), e.g. 2x (2EBN), e.g. S. phurejaS. phureja 4x (4EBN)4x (4EBN) 33

• Papa cultivada comúnPapa cultivada común (ssp. (ssp. tuberosum tuberosum): 4x (4EBN)): 4x (4EBN)• Sólo 3 especies silvestresSólo 3 especies silvestres 4x : (4EBN) 4x : (4EBN) S. leptophyes, S. xsucrense, S. oplocenseS. leptophyes, S. xsucrense, S. oplocense• 9 spp. silvestres9 spp. silvestres 4x : 4x : EBN no conocida EBN no conocida • 12 12 eespeciesspecies silvestres : silvestres : 6x (4EBN) x 4x(4EBN) 5x ( 6x (4EBN) x 4x(4EBN) 5x (estérilestéril))

Factores de incompatibilidad ( estigma - Factores de incompatibilidad ( estigma - estilo - gametico) y sitio de insercion estilo - gametico) y sitio de insercion

alelica en los cromosamas del alelica en los cromosamas del transformantetransformante

Rol de la Recombinancon y segregación meiótica

Documentar:Documentar: - Presencia de parientes silvestres y vars. nativas sexualmente compatibles- Presencia de parientes silvestres y vars. nativas sexualmente compatibles- Ventaja adaptativa del rasgo transgénico en el ambiente nativo- Ventaja adaptativa del rasgo transgénico en el ambiente nativo

4x (4EBN4x (4EBN))

Distribución geografica de biodiversidad Distribución geografica de biodiversidad según simpatria y factores reproductivossegún simpatria y factores reproductivos

Distribución geografica de la papa - Colombia

Flujo de genes de papa cultivada tetraploide a papa silvestreFlujo de genes de papa cultivada tetraploide a papa silvestre(INCO Project: Univ. of Wageningen, Leeds Univ., CIP (C. Celis, M. Scurrah, R. Visser, 2001-04)(INCO Project: Univ. of Wageningen, Leeds Univ., CIP (C. Celis, M. Scurrah, R. Visser, 2001-04)

Número de plántulas híbridas / total plántulas , identificadas con AFLPNúmero de plántulas híbridas / total plántulas , identificadas con AFLP

Exp.Exp. subsp. subsp. aandigenandigena and and adg. x tbr adg. x tbr hybridshybrids

PollinationPollination S.albicansS.albicans

6x(4EBN)6x(4EBN)S.acauleS.acaule

4x(2EBN)4x(2EBN)S.chomathophilumS.chomathophilum

2x(2DBN)2x(2DBN)

S.raphanifoliumS.raphanifolium

2x(2EBN)2x(2EBN)S.bukasoviiS.bukasovii

2x(2EBN)2x(2EBN)S.sparsipilumS.sparsipilum

2x(2EBN)2x(2EBN)

AA MaleMale ForcedForced 0/3170/317 0/1690/169 NDND 48/4848/48 NDND 168/168168/168

AA FemaleFemale ForcedForced 405/548405/548 93/16193/161 3/2913/291 3/903/90 286/640286/640 30/12230/122

BB MaleMale OpenOpen -- 15/22115/221 -- -- 9/3409/340 17/56917/569

Experiment A: seedlings tested with AFLP from seed set after hand crossing Solanum tuberosum subsp. andigena and/or adg x tbr hybrid varieties as male or female parent to wild Solanum species (ND not determined due to lack of flowers)Experiment B: seedlings from seed set obtained in an open pollinating field experiment with a range of cultivated and wild Solanum species in which andigena and/or adg x tbr hybrid varieties were the pollen donor

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Spl3-1 Spl3-2 spl 4-1 Spl4-2 Spl4-3

self buk 6 buk 7 buk 2 spl 1 spl 5 stn 2 phu 1

adg 5 juz 1 juz 2 acl 2 acl 1,2,3,4 hib 6 unknown

Padres machos identificados en la progenie con Padres machos identificados en la progenie con S. S. sparsipilumsparsipilum, colectada al azar en campo de , colectada al azar en campo de

polinización libre, Puno; usando AFLPspolinización libre, Puno; usando AFLPs(Celis, et al 2001-04 )(Celis, et al 2001-04 )

Padres machos identificados en la progenie con Padres machos identificados en la progenie con S. S. stenotomumstenotomum en el campo de polinización abierta, Puno; en el campo de polinización abierta, Puno;

usando AFLPs usando AFLPs ( Celis, et al 2001-04)( Celis, et al 2001-04)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

stn 2 -1 stn 2 -2 stn 2 -3 stn 2 -4 stn 2-5 Yungay-1

90

100

self spl4 spl1,3,4 spl3 spl 3 spl3 o 4 spl5 buk 6buk 2 o 6 buk 2 acl 2 o 4 adg 5 o 6 mga 1 o 3 mga 3 o 4 mga 4 hib 6 adg 6 adg 5 unknown

Participación de agricultores y comunidades locales Participación de agricultores y comunidades locales en centros de origen y diversidad en centros de origen y diversidad

PlántulasPlántulasCultivaresCultivares

nativosnativosBayasBayas SilvestresSilvestres

* * Diversidad genéticaDiversidad genética localizada en áreas definidas localizada en áreas definidas- Número de especies: cultivadas, silvestres- Número de especies: cultivadas, silvestres- Variabilidad dentro de especies- Variabilidad dentro de especies

• ConocimientoConocimiento sobre cultivos nativos sobre cultivos nativos - Manejo del cultivo, sistemas y usos diversos- Manejo del cultivo, sistemas y usos diversos - Conocimiento ancestral- Conocimiento ancestral

* * Seguridad alimentariaSeguridad alimentaria- Disponibilidad, estabilidad y accesibilidad de fuentes- Disponibilidad, estabilidad y accesibilidad de fuentes

Conservación en fincaConservación en finca

Observaciones ( caso papa) :

1. Spp silvestres crecen muy cerca de campos cultivados

principalmente en agric de subsistencia.

2. Periodos de floracion de silvetres y cultivados coincidieron en el estudio

3. Ocurrio alta cruzabilidad en polinizacion forzada entre silvestres y cultivados en invernadero y en poliniz. abierta en campo: no se detectaron barreras entre silvestres y 2X cultivados ; cruzas entre silvestres y 4X cultivados vario, y a vecers fallo, sin embargo algunos hibridos dieron progenie vigorosa.

4. Gran variedad de polinizadores se observaron en el campo

5. A pesar de su fragilidad las plantulas logran emerger de bancos de semillas a traves de varios ciclos.

6. Uso de esterilidad (ej. var.Revolucion) :contribuir a la contencion.

Proyecto LAC-BiosafetyAmérica Latina – Fortalecimiento de

Capacidades Científicas en Bioseguridad: Un enfoque regional para

Brasil, Colombia, Costa Rica & Perú

PROYECTO TECNICO

www.lacbiosafety.org

PROYECTO de COMUNICACIÓN

Generacion / validacion :

Conocimiento

Informacion

Herramientas

Generacion / validacion :

Conocimiento

Informacion

Herramientas

Practicantes

Bioseguridad

Practicantes

Bioseguridad

Tomadores decisionesTomadores decisiones

Prioridades•Toma de decisiones informadas.

•Difusión de información técnica fundamentada.

•Apoyar la planeación en bioseguridad.

•Contar con canales de comunicación.

Cultivos usados (como modelo ) en el ProyectoLAC Biosafety- Países : presencia de bio- diversidad sexualmente compatible con los cultivos modelo.- Importante como alimento, fuente de ingresos.- Económica-socialmente importantes

Vars. Mejoradas Cvs. Nativos Parientes silvestres Malezas

GENERACION / VALIDACION DE CONOCIMIENTOS Y GENERACION / VALIDACION DE CONOCIMIENTOS Y HERRAMIENTAS : HERRAMIENTAS : Propuestas de Sub-proyectos y Propuestas de Sub-proyectos y entidades participantes por área temática de los cuatro entidades participantes por área temática de los cuatro países y el CIAT países y el CIAT

AREAS Sub Instituciones ParticipantesTEMATICAS Proyectos de los 4 países

Evaluación del riesgo ambiental

- Impacto potencial del flujo de genes 9 26 - GIS- Base de datos georeferenciados 3 8 - Impacto potencial sobre organismos no-blanco 6 20

Evaluación del impacto potencial socio- 5 12 económico

TOTAL 23 66

Distribución de vars. mejoradas y vars. nativas de yuca; y especies silvestres

de Manihot :Colombia (CIAT-IAvH)

Folio # 360 Información básica para el desarrollo de guías de evaluación de riesgo ambiental: flujo de genes entre clones cultivados de yuca y sus parientes silvestres y otras especies silvestres de Manihot, en Colombia Folio # 385 Caracterización molecular de la diversidad de yuca usando SSRs, ESTs y SNPs

SSR

M. cf.tristis

M. brachyloba

M. carthaginensis

Municipio/DepartamentoÁrea (ha)

Clon cultivadoNumero de ciclos

Plantas#voluntarios

antes de limpieza

# voluntarios al momento de la

cosecha (1)

# voluntarios incorporados por el agricultor para el

siguiente ciclo

Villa Rica (Valle del Cauca) 4.1 HMC1 2 9927 118 16 (0.16 %)1 1

Jamundi (Valle del Cauca) 5.2 CM7951-5 2 9358 394 79 (0.84%) 1

Total 9.3 19285 512 95 (0.49%) 2

Sampuez (Sucre) 2.9 Venezolana 0 7335 0 0 0

Roble (Sucre) 1.8 MTAI 2 3550 0 0 0

Soledad (Atlántico) 1.3 MTAI 4 2448 26 1 0

Malambo (Atlántico) 2.4 SM 1438 2 3915 0 0 0

Galapa (Atlántico) 1.1 MTAI 4 1536 3 0 0

Total 9.5 18784 29 1 0

Selección y adopción de “voluntarios” de yuca por los agricultores

www.lacbiosafety.org

Sitio Web del Proyecto

F.J.Escobar : LTR

Estrategias regionales de intercambio de conoci –Estrategias regionales de intercambio de conoci –miento técnico y de comunicación/percepcion publica miento técnico y de comunicación/percepcion publica sobre bioseguridadsobre bioseguridad

Encuesta on-linepara los 4 países

Algunas medidas tecnológicas que Algunas medidas tecnológicas que pueden contribuir al manejo del flujo pueden contribuir al manejo del flujo de genes en centros de origende genes en centros de origen* Usar variedades * Usar variedades macho estérilesmacho estériles ; cisgenicas ; cisgenicas

* Estudiar y utilizar * Estudiar y utilizar factores genéticos de cruzabilidadfactores genéticos de cruzabilidad: : ploidía, genes de ploidía, genes de compatibilidad sexual, genes de esterilidad compatibilidad sexual, genes de esterilidad * Estrategias de Manejo* Estrategias de Manejo- Reducir flujo de genes mediante Reducir flujo de genes mediante separación de cultivosseparación de cultivos- Uso de Uso de áreas tampónáreas tampón para aislar las variedades transgénicas de las para aislar las variedades transgénicas de las convencionales convencionales- Areas de conservaciónAreas de conservación de alta agrobiodiversidad de alta agrobiodiversidad

* Transgénicos de Segunda Generación diseñados para * Transgénicos de Segunda Generación diseñados para evitar escape de evitar escape de polen polen transgénico transgénico - Herencia maternal: - Herencia maternal: transformación del cloroplastotransformación del cloroplasto - - Esterilidad masculinaEsterilidad masculina inducida inducida - Semillas - Semillas apomícticasapomícticas -Cisgenia-Cisgenia

Conclusiones Generales IConclusiones Generales I

Evaluación del flujo de genes Evaluación del flujo de genes

• Persistencia de la introgresion y diseminación del rasgo en la Persistencia de la introgresion y diseminación del rasgo en la población de silvestres/cultivadaspoblación de silvestres/cultivadas

• Impacto del nuevo rasgo en la población Impacto del nuevo rasgo en la población

• Papel de los agricultores : seleccion y diseminacionPapel de los agricultores : seleccion y diseminacion

Condiciones para el flujo de genesCondiciones para el flujo de genes

• Biologia reproductiva Biologia reproductiva

• Simpatría Simpatría

• Compatibilidad genéticaCompatibilidad genética

• Naturaleza del gen-rasgo de interésNaturaleza del gen-rasgo de interés

Conclusiones generales IIConclusiones generales II

- ¿Por qué la preocupación sobre el flujo de genes?- ¿Por qué la preocupación sobre el flujo de genes?

OGMsOGMs(trans) genes(trans) genes

- origen diverso- origen diverso- rasgos diversos- rasgos diversos

Agro-BiodiversidadAgro-Biodiversidad-SilvestresSilvestres

- CultivadasCultivadas

Consecuencias en las Consecuencias en las poblaciones silvestres/cultivadaspoblaciones silvestres/cultivadas

Flujo de genes per-se ?? Flujo de genes per-se ??

IMPACTO POTENCIAL - CONSECUENCIAS ( y Entonces Que ?? ) IMPACTO POTENCIAL - CONSECUENCIAS ( y Entonces Que ?? ) . .

La selección por la intervención de los agricultores, es factor La selección por la intervención de los agricultores, es factor importantes en la dispersion de alelos favorables importantes en la dispersion de alelos favorables