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Cultivo transgénico que produce feromonas contra plagas como alternativa a los pesticidas

Una alianza público-privada esta desarrollando camelina genéticamente modificada para producir compuestos precursores de feromonas sexuales de insectos que se pueden extraer y utilizar para el control sostenible de insectos en la agricultura.

Cornell Alliance for Science / 14 de enero, 2020.- Los científicos han descubierto cómo modificar genéticamente la planta de camelina para producir precursores de feromonas que pueden controlar las plagas de insectos agrícolas sin el uso de pesticidas.

Las feromonas y otros semioquímicos se encuentran entre la próxima generación de controles de insectos sostenibles. Protegen los cultivos al repeler los insectos plaga de las plantas, evitando que se apareen o manipulen sus comportamientos. Este enfoque protege el medio ambiente, al tiempo que elimina los problemas de los residuos de insecticidas en los alimentos y los insectos que desarrollan resistencia a los pesticidas.

Actualmente, las feromonas sexuales de los insectos se producen sintéticamente, un proceso costoso que utiliza petróleo o aceites vegetales como materia prima para proporcionar las cadenas de hidrocarburos sobre las que construir. También se necesitan grandes volúmenes de solventes para crear compuestos intermedios, lo que da como resultado subproductos de desechos químicos. Al comenzar, en cambio, con precursores en el aceite de semillas transgénicas, los investigadores pueden eliminar la mayoría de las necesidades de solventes y alrededor del 80% de los desechos químicos. El uso de la planta de camelina rica en aceite como «biofábrica» ​​también acorta significativamente el proceso y reduce el alto costo de producción de feromonas.

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La investigación revolucionaria está siendo realizada por ISCA, Inc., una empresa de tecnología agrícola «verde» con sede en Riverside, California, en colaboración con la Universidad de Lund en Suecia.

«Los controles de feromonas son el futuro de la protección de cultivos, y la síntesis de feromonas biológicas revolucionarias de ISCA impulsará la agricultura hacia una empresa más lucrativa y sostenible», dijo el director ejecutivo de ISCA, Agenor Mafra-Neto. “Se necesitan con urgencia controles eficaces de feromonas, especialmente ahora que la agricultura mundial se enfrenta a una resistencia cada vez mayor a las plagas que hace que los insecticidas convencionales sean menos efectivos y que los gobiernos y los consumidores exigen una producción de alimentos cada vez más segura y ecológica”.

Investigadores de la Universidad de Lund, la Universidad de Agricultura de Suecia y SemioPlant (una startup creada por los investigadores) modificaron el código genético de las plantas de camelina (Camelina sativa) para incluir genes de insectos y otros organismos que guían la formación de las feromonas deseadas. Las plantas producen compuestos precursores de feromonas de insectos en su abundante aceite de semilla. Su trabajo se basa en la extensa investigación sobre la biosíntesis de feromonas de polilla que se inició en el grupo de investigación del profesor Wendell Roelofs en la Estación Experimental Agrícola del Estado de Nueva York de Cornell (ahora conocida como Cornell AgriTech) a principios de la década de 1980.

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ISCA cultivó generaciones sucesivas de plantas de camelina transgénica y desarrolló un producto prototipo con feromonas derivadas de plantas para controlar la polilla del gusano del algodón (Helicoverpa armigera), una de las principales especies de plagas del mundo que causa cientos de millones de dólares anuales en daños al algodón, el maíz, tomate, garbanzo y otros cultivos.

Se espera que el uso de camelina para crear fuentes de feromonas de insectos de bajo costo aumente los controles de interrupción del apareamiento para varias especies de polillas devastadoras. En la naturaleza, las polillas hembras liberan una feromona sexual específica de la especie para llamar a los machos para el apareamiento. La aplicación de la misma feromona en el campo crea miles de rastros de olor que no conducen a ninguna parte, lo que evita que los machos encuentren pareja. Dado que las hembras ponen huevos estériles, los cultivos están protegidos del daño que de otro modo ocurriría cuando las orugas eclosionan y comienzan a comer.

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Los resultados de una prueba inicial en Brasil mostraron que la formulación de ISCA con feromonas de origen vegetal funcionó tan bien como una formulación hecha con feromonas sintéticas. Ambos suprimieron las poblaciones de H. armigera en los campos de porotos al evitar que las polillas adultas se aparearan. ISCA también está desarrollando controles de feromonas derivadas de plantas para el gusano cogollero, Spodoptera frugiperda, otra especie de polilla devastadora que en los últimos años ha comenzado a causar grandes daños a los cultivos en África e India. La empresa planea realizar pruebas adicionales en Brasil y también espera realizar pruebas en Estados Unidos.

“En colaboración con ISCA, esperamos desarrollar nuevas líneas para atacar varias otras plagas importantes”, dijo el líder de investigación y profesor de biología de la Universidad de Lund, Christer Löfstedt. En Lund también han modificado genéticamente plantas de tabaco para producir feromonas de insectos.

El Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura (NIFA) del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) ha otorgado a ISCA dos subvenciones por un total de US$750,000. El premio más reciente respalda los esfuerzos continuos de ISCA para desarrollar cepas de camelina transgénicas que produzcan las feromonas sexuales de otras especies de plagas de polillas y los correspondientes productos de control de plagas sostenibles.

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Según los términos de la subvención del USDA, ISCA debe completar su trabajo de investigación y desarrollo para septiembre de 2022 y luego estar listo para su comercialización. Las feromonas derivadas de plantas podrían estar en el mercado en 2023. Sin embargo, los funcionarios de ISCA señalaron que “básicamente se encuentran en un territorio inexplorado en términos de aprobaciones regulatorias necesarias para la comercialización. Si bien las feromonas sexuales derivadas de plantas son químicamente las mismas que las feromonas sintéticas obtenidas a partir de procesos industriales estándar, seguirán siendo subproductos de plantas transgénicas. Para ayudarnos a navegar por el camino regulatorio, nuestra subvención de la Fase 2 del USDA incluye US$50,000 para asistencia técnica y comercial. Esta asistencia nos ayudará a determinar nuestro camino para la comercialización y por dónde empezar».

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La compañía ya está comercializando una serie de productos de feromonas, incluida una formulación para controlar las polillas nocturnas en cultivos en hileras en América Latina, un control de interrupción del apareamiento para la polilla gitana que el Servicio Forestal de los Estados Unidos está utilizando en 10 estados, un control de interrupción del apareamiento para la polilla de la vid utilizada en viñedos en Argentina, un repelente para los escarabajos de la corteza que protege las coníferas en el oeste de América del Norte, un control de la mosca de la fruta que protege los mangos en África Occidental y un atrayente de abejas que aumenta las tasas de polinización.

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