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Pere Puigdomènech i Rosell
La modificación genética de plantas mediante el uso de fragmentos génicos aislados en el laboratorio es una tecnología que se desarrolló a partir de la década de los 80.
El uso de las tecnologías del ADN recombinante, junto con el uso de los cultivos in vitro de plantas y el desarrollo de sistemas de transferencia de genes en plantas basados en las propiedades de ciertos patógenos bacterianos de plantas estuvieron en el origen de estas metodologías. Con posterioridad se desarrollaron otras aproximaciones, pero la posibilidad de modificar el genoma de una planta con un gen que se ha aislado previamente abrió las puertas a muchas aplicaciones. Una de ellas es el uso de la modificación genética como herramienta de investigación. Gracias a ellas es posible estudiar de forma precisa la función de secuencias génicas aisladas y ello ha posibilitado un enorme avance en nuestro conocimiento de fenómenos básicos de las plantas como su fisiología, su desarrollo o sus interacciones con patógenos.
Pero aparte de las aplicaciones para la investigación básica en Biología Vegetal, las plantas modificadas genéticamente han despertado un gran interés por parte de agricultores y empresas de semillas. Este interés está basado en las oportunidades que ofrece para la mejora genética. La mejora es una disciplina basada en la genética y que trata de obtener plantas con propiedades mejoradas de cultivo o de calidad del producto. Esta disciplina que ha permitido que a lo largo del siglo XX la producción de alimentos haya crecido más que el aumento de la población tiene sus limitaciones. Entre éstas quizá la más importante es que se basa en la variabilidad genética que existe en la especie que se trata de mejorar. Si un gen determinado no existe ya entre las poblaciones que forman la especie la mejora es imposible. La modificación genética de las plantas apareció como una oportunidad para crear un nuevo tipo de variabilidad utilizable para la mejora de los cultivos.
El uso de las plantas transgénicas ofrecía por tanto una oportunidad interesante, pero también unos riesgos, ya que su campo de aplicaciones es vastísimo. Por esta razón en todo el mundo se pusieron en marcha regulaciones que permitieran un análisis científico caso por caso de las plantas modificadas que se propusieran para su cultivo o su consumo humano o animal. Este análisis debería considerar cualquier información posible para asegurar que antes de autorizar uno de estos cultivos no hubiera ningún indicio de que la planta planteara algún problema de salud humana o animal o de daño al medio ambiente diferente de los cultivos tradicionales. En la Unión Europa el análisis está realizado por un panel de científicos (el GMO Panel) constituido en la Autoridad Europa de Seguridad Alimentaria (EFSA). En la actualidad se están plantando más de 100 millones de hectáreas de plantas transgénicas que son esencialmente maíz, soja, algodón y colza en muchos países del mundo, especialmente de América y Asia. Estas especies se han modificado con genes que les confieren resistencia a insectos o tolerancia a herbicidas. Se han diseñado también plantas que deberían tener efectos positivos para la salud como plantas de arroz que producen provitamina A o plantas de tomate que producen antocianinas. Unas y otras deberían prevenir problemas de avitaminosis o proporcionar dosis de antioxidantes. También se ha demostrado que es posible producir proteínas de interés terapéutico en plantas, aunque ningún producto de este tipo ha sido aprobado todavía.
Las plantas modificadas genéticamente no son la única posibilidad que propone la Genética Molecular en sus aplicaciones a la mejora genética. Ya hace tiempo que se utilizan marcadores genéticos basados en las técnicas de ADN que permiten acelerar el proceso de mejora. En la actualidad estamos presenciando una explosión de datos sobre los genomas de las plantas que se utilizan como modelo para la Biología Vegetal o que son los principales cultivos. La genómica nos debería proporcionar una enorme riqueza de información que podrá emplearse en la mejora ampliando el rango de aplicación de las aproximaciones moleculares hacia caracteres más complejos o especies que no han podido ser estudiadas por su propia complejidad.
La aplicación de estas nuevas tecnologías ha desatado una gran polémica, sobre todo en Europa. Una reflexión general sobre las condiciones de aplicación de nuevas tecnologías en agricultura debería poder identificar los criterios básicos que podrían primar en las decisiones que se tomen en cuanto a su uso. Por una parte, la agricultura está destinada a proporcionar alimento suficiente, seguro y saludable a la mayor proporción posible de la población de nuestro planeta.
Por otra parte, es una condición de justicia que las tecnologías que aplicamos no produzcan problemas de alimentación a las generaciones que nos sigan. Por tanto, la sostenibilidad de la agricultura basada en las nuevas tecnologías debería aparecer también como un requerimiento en el uso de nuevas técnicas. Es en este marco complejo en el que el futuro de las plantas transgénicas y cualquier otra tecnología debería poder examinarse.
Genetic modification of plants using gene fragments isolated in the laboratory is a technology developed from the 80s. The use of recombinant DNA technology, along with the use of in vitro cultures of plants and the development of gene transfer in plants based on the properties of some bacterial pathogens of plants were at the origin of these methodologies. Subsequently other approaches were developed but the possibility of modifying the genome of a plant with a gene that has been isolated previously opened the door to many applications. One is the use of genetic modification as a research tool. Thanks to genetically modified plants it is possible to precisely study the role of gene sequences isolated and this has enabled a huge advance in our understanding of basic phenomena of plants and their physiology, their development or their interactions with pathogens. But apart from applications for basic research in plant biology, genetically modified plants have aroused a great interest to farmers and seed companies. This interest is based on the opportunities for genetic improvement. Plant Breeding is a discipline based on the Genetics and aimed to produce plants with improved properties or crop quality. This discipline has allowed throughout the twentieth century that food production has grown faster than the increase in population but it has its limitations. Among these perhaps the most important is that it relies on genetic variability that exists in the species. If a gene does not exist among populations that form the species breeding is impossible. Genetic modification of plants appeared as an opportunity to create a new type of variability to be used for crop improvement.
The use of transgenic plants therefore offers an interesting opportunity but it presents also risks because its range of applications is very vast. For this reason in the world regulations were put in place that make a scientific analysis necessary in a case by case base of the modified plants that are proposed for cultivation or for human and animal consumption. This analysis should consider any possible information with the aim to ensure that before releasing one of these crops there is no indication that the plant posed any health or animal or damage to the environment than traditional crops. In the European Union this analysis is conducted by a panel of scientists (the GMO Panel) established within the European Food Safety Authority (EFSA). Currently there are over 100 million hectares of transgenic plants planted in the world that are primarily maize, soybean, canola and cotton in many countries especially in America and Asia. These species have been modified with genes that confer resistance to insects or tolerance to herbicides. Plants have also been designed that should have positive effects on health such as rice plants that produce provitamin A or tomato plants that produce anthocyanins.
Both should provide doses of vitamin to prevent problems of avitaminosis or antioxidants. It has been shown that it is possible to produce therapeutic proteins in plants although no products of this type have been approved yet.
Genetically modified plants are not the only option proposed by Molecular Genetics in its applications for Plant Breeding.
Genetic markers based on DNA techniques are being used since long time and they allow speeding up the breeding process. We are currently witnessing an explosion of data on the genomes of the plants that are used as models for plant biology or that are among the main crops. Genomics should provide us a wealth of information that may be used in Plant Breeding opening the range of application of molecular approaches to more complex characters or species that have not been studied due to their own complexity.
The implementation of these new technologies has sparked a great controversy, especially in Europe. A general reflection on the conditions of application of new technologies in agriculture should be able to identify the basic criteria that would prevail in the decisions made regarding their use. On the one hand agriculture is intended to provide adequate food, safe and healthy as possible to the greater proportion of the population of our planet. On the other hand is a condition of justice that the technologies we apply would produce no problems in feeding the generations following us.
Therefore the sustainability of agriculture based on new technologies should also appear as a requirement in the use of new techniques. It is within this complex framework where the future of transgenic plants and other technology should be discussed.
