Derrotando al mortal hongo del tizón tardío con una papa transgénica en el África subsahariana

Agricultor con papas transgénicas 3R Victoria (izquierda) y convencionales (derecha) en un ensayo de campo. Imagen: CIP

Tres expertos académicos presentan los avances y el enorme potencial de una papa transgénica, totalmente desarrollada por el sector público, que ha mostrado una resistencia total al problemático hongo del tizón tardío, que puede acabar con campos completos y afectar seriamente la seguridad alimentaria de países en desarrollo como los del África subsahariana.

Open Access Government / 8 de abril, 2021.- Las papas se cultivan en América del Sur desde hace más de 7.000 años. Los exploradores españoles las llevaron a Europa en el siglo XVI, donde tardaron casi dos siglos en convertirse en un alimento básico ampliamente cultivado. Hoy ocupa el tercer lugar después del arroz y el trigo. La papa se introdujo en África en el siglo XVIII. Ahora, en el áfrica subsahariana (SSA), la papa se cultiva en 1,7 millones de hectáreas en 14 países a altitudes medias y altas. Aproximadamente 7 millones de agricultores lo cultivan para obtener alimentos e ingresos. Aporta una mayor cantidad de carbohidratos y proteínas en comparación con los cereales y es una buena fuente de vitamina C, B12, potasio y fibras.

Impacto de la enfermedad del tizón tardío (LBD) en la producción de papa

Phytophthora infestans es un oomiceto (Oomycetes), o moho que se dispersa en el agua y humedad e  infecta las papas y los tomates. Causó la hambruna de la papa en Irlanda que mató a más de un millón de personas entre 1845 y 1849 y llevó a otros dos millones a emigrar. La infección de las papas provoca el marchitamiento de las hojas y eventualmente de toda la planta, mientras que los tubérculos se pudren después del almacenamiento. El LBD sigue siendo la principal amenaza para la producción de papa a nivel mundial con una reducción de producción del 15-30%. Utilizando un costo promedio de fungicida por hectárea de US$100 y un precio promedio de $150/tonelada de papa, se estima que el costo anual de LBD es de US$500 a $800 millones para los 14 países productores de papa en la región SSA.

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Mejoramiento para la resistencia al tizón tardío en la papa

El mejoramiento de la resistencia ha transferido genes R resistentes de las papas silvestres a las papas aptas para cultivo alimentario. Sin embargo, dado que la papa es un tetraploide y muy heterocigoto, es prácticamente imposible combinar múltiples genes R de parientes silvestres mediante el mejoramiento tradicional manteniendo todas las cualidades de una variedad de élite. Se necesitaron 45 años para transferir un solo gen R de resistencia de Solanum bulbocastanum a una variedad moderna mediante mejoramiento convencional.

Las técnicas de transformación genética de los últimos 30 años proporcionan un mecanismo de transferencia más directo a las variedades élite existentes que carecen de resistencia al LBD. La papa 3R fue desarrollada por el Centro Internacional de la Papa (CIP) mediante la transferencia de tres genes R elegidos por su capacidad para reconocer un amplio espectro de cepas de P. infestans en las variedades preferidas de los agricultores que carecen de resistencia al LBD.

Las pruebas de campo confinadas fueron realizadas por la Organización Nacional de Investigación Agrícola (NARO) con la colaboración del CIP en Uganda desde 2015 bajo el pleno cumplimiento normativo del Comité Nacional de Bioseguridad (NBC). Se probaron hasta 15 eventos transgénicos de dos variedades en el principal instituto de investigación de papa en el suroeste de Uganda. Sorprendentemente, todos los eventos transgénicos de papa 3R crecieron sin ser afectados por LBD sin fungicidas, mientras que las variedades no transgénicas fueron devastadas. Dos eventos transgénicos de la prominente variedad ugandesa Victoria se cultivaron en tres lugares y dieron como resultado el control total de la enfermedad en todos los lugares. Los eventos transgénicos 3R Victoria se han cultivado con éxito sin fungicidas en más de una docena de ensayos de campo durante los últimos cinco años.

Las papas 3R se han desarrollado y probado en el campo durante la última década en una amplia diversidad de entornos en los Países Bajos, Bélgica, Irlanda, Reino Unido, Suecia, EE. UU., Indonesia y Bangladesh. En todos los lugares, las papas transgénicas se cultivaron sin fungicidas y rindieron muy bien sin ningún impacto negativo en el medio ambiente.

Se espera que la estabilidad de la resistencia a LBD sea duradera porque hay disponibles genes de resistencia adicionales (Vleeshouwers et al., 2011). La rotación de variedades transgénicas con diferentes conjuntos de genes de resistencia garantizará una resistencia a largo plazo al LBD.

Seguridad de la papa 3R Victoria para la salud humana

La seguridad de muchos genes R se ha demostrado mediante el consumo de variedades de papa naturales comunes, aunque no de forma sistemática.

Pertenecen a una gran familia de genes de al menos 3000 miembros en cada variedad de papa para proporcionar resistencia e inmunidad contra una amplia gama de plagas y patógenos (Jupe et al., 2013). Los tres genes R en Victoria se seleccionaron de fragmentos de ADN sin modificar de Solanum bulbocastanum silvestre y Solanum venturii, los mismos que esos fitomejoradores podrían introducir mediante cruzamiento (Ghislain et al., 2019). Los genes que codifican las proteínas R son inducibles localmente por la presencia del patógeno y las proteínas R se expresan en los tubérculos de papa en concentraciones por debajo de los niveles detectables (Habig et al., 2018). Las proteínas R no son toxinas que matan directamente a los patógenos. Provocan una reacción localizada en la papa, provocando la muerte de las células de la papa, privando al patógeno de nutrientes. La potencial alergenicidad y toxicidad de estas proteínas se evaluó comparando sus secuencias de aminoácidos con alérgenos y toxinas conocidas utilizando metodologías comprobadas y los resultados indican que no es necesario realizar pruebas adicionales (Goodman et al., 2008).

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El gen marcador seleccionable nptII se introdujo con la pila de genes 3R y, como en otros cultivos transgénicos liberados, la concentración de proteína NPTII es muy baja. También tiene un historial de uso seguro con 122 variedades transgénicas aprobadas para uso en cultivos, alimentos o piensos (EFSA 2009; Nicolai et al.2014; http://www.isaaa.org/gmapprovaldatabase/default.asp, consultado el 7 de julio , 2019). Se analizaron muestras de tubérculos de la papa transgénica y de la variedad no transgénica (línea parental) para los cinco componentes esenciales recomendados por la OCDE. Los contenidos de humedad, azúcares (especialmente azúcares reductores), vitamina C, cenizas, proteínas y glicoalcaloides eran en su mayoría idénticos y todos los valores estaban dentro del rango informado en la literatura para los tubérculos de papa (OCDE 2015; AFSI 2019).

Seguridad ambiental de las papas transgénicas con resistencia al LBD

No existe una hipótesis de riesgo plausible para el daño ambiental del evento 3R Victoria. Los estudios de campo de otras papas transgénicas que expresan proteínas R no han mostrado diferencias en la abundancia de artrópodos en comparación con las líneas de papas convencionales en dos lugares durante dos temporadas (van der Voet et al., 2019).

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Estudios de campo similares realizados con la papa 3R Victoria por la NARO y el CIP durante los últimos cinco años en Uganda han confirmado la ausencia de impactos en organismos no objetivo (NTO). Por lo general, observamos organismos por encima del suelo, como los artrópodos, sin una reducción obvia de la abundancia. No hubo diferencias estadísticamente significativas entre las parcelas con el evento transgénico 3R Victoria y aquellas con Victoria (variedad convencional) para moscas blancas, moscas minadoras, escarabajos, pulgones, hormigas rojas y arañas que fueron las únicas NTO observadas en los campos. Aunque todavía son limitadas, nuestras observaciones confirman que 3R Victoria no representa un peligro para el medio ambiente.

La ética de aprobar la papa resistente a LBD

Los agricultores actualmente usan fungicidas para controlar el LBD y las variedades de papa parcialmente resistentes tienen un éxito limitado. Los fungicidas, incluidos los fungicidas orgánicos certificados a base de cobre, tienen impactos negativos en el medio ambiente, en particular, los ecosistemas del suelo. La papa transgénica 3R Victoria ofrece las ventajas de no perturbar el medio ambiente, al tiempo que reduce los costos de energía y recursos necesarios para el control de LBD.

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En SSA, el costo de LBD es severo donde las granjas son comúnmente de solo un cuarto de hectárea y las pérdidas del 30-60% son comunes. En Uganda, estimamos que los beneficios de la adopción de la 3R Victoria por parte de los propietarios de pequeñas granjas aumentaron sus ganancias en al menos un 40%. Además, la papa 3R es beneficiosa en términos de reducción en el uso de fungicidas y emisiones de carbono (Haverkort et al., 2008; Kessel et al., 2018).

La papa transgénica 3R Victoria es, por lo tanto, una gran ganancia de valor para la sostenibilidad de la producción de papa, la seguridad alimentaria, la generación de ingresos y la protección del medio ambiente. La adopción generalizada de las variedades de papa 3R contribuirá tanto a África como a los EE. UU. En términos de desarrollo sostenible y objetivos de cambio climático. Retrasar su adopción por parte de los productores de papa provocará el uso continuo de plaguicidas y pérdidas de producción que afectarán a los agricultores y consumidores más vulnerables.

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Comercialización de papas transgénicas 3R una vez aprobada

La papa 3R Victoria se encuentra actualmente en pruebas de campo para las aprobaciones regulatorias en SSA. Una vez aprobadas, se necesitan buenas prácticas de administración para asegurar que las semillas de calidad estén disponibles para los agricultores. Dado que la papa 3R fue producida en su totalidad por organizaciones públicas de investigación, no hay necesidad de pagar tarifas de royalty por su tecnología. Sin embargo, será necesario seguir desarrollando y manteniendo variedades de papa de alta calidad para mantener la resistencia a las nuevas cepas de Phytophthora infestans. Si lo hacemos, eventualmente venceremos al LBD y sus dramáticas consecuencias en la frágil economía de los pequeños agricultores en SSA.

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