Revista Institucional AgroInnova - Inia

El análisis (para el período 1960-2000) de los (72 kg consumo anual per cápita) y genera al productor
humedad relativa, lo que reducirá el uso eficiente En el Cuadro 3 se indican los avances más recientes
cambios en la precipitación pluvial y el aumento andino más ingresos económicos que cualquier otro cul-
del agua. Arabidopsis thaliana es una planta modelo en la ingeniería genética del maíz para ambientes pro-
de la temperatura mínima (con noches más cálitivo. El arroz (49 kg consumo anual per cápita) es uno de
para la genómica funcional y también una fuente de pensos a la sequía. El uso de estas tecnologías transdas)
proporciona evidencias del cambio climático los alimentos básicos del poblador peruano, cuyo consu-
alelos para mejorar cultivos en ambientes estresangénicas en el mejoramiento genético del maíz podría
en América del Sur. Igualmente, el incremento de mo cubre el 19% del total diario de calorías requeridas, y
tes. Por ejemplo, los genes Dehydration Responsive ayudar a obtener rendimientos de grano estables en
eventos extremos como heladas, inundaciones su demanda es aún creciente.
Element Binding 1 (DREB1) y DREB2 son factores de áreas afectadas por la sequía (Fig. 2).
(por exceso de agua) y sequías (por carencia de
transcripción que se unen al promotor de genes que
agua) o de fenómenos como El Niño (que causó el Mejores previsiones y opciones de política, un uso
responde a la deshidratación. La expresión de otro Cuadro 3. Transgenes para el fitomejoramiento por tolerancia
acortamiento de los ciclos del algodón y el man- más eficiente de los recursos e insumos, y el mejora-
gen de Arabidopsis –el gen HARDY (HRD)– ha me- a sequía en maíz
go por mayor temperatura en la costa norte del miento genético de los cultivos son necesarios para
jorado la eficiencia del uso del agua y la tasa de bio-
Perú en la campaña 1997-1998). En el Cuadro 2 abordar el cambio climático en el Perú. Se debe promasa
producida por cantidad de agua utilizada en el
12 se muestra la incidencia de las variables climática
en la agricultura.
porcionar a los agricultores información que combina
los conocimientos de previsión con la experiencia en
arroz transgénico, porque éste mejora la asimilación
fotosintética y reduce la transpiración. Las plantas de
cDNA de arginina decarboxilasa de avena (→poliamina) 13
sistemas de cultivos para adaptarse al cambio climá-
arroz transgénico que consumen menos agua presen- Glutamato dehidrogenasa (gdhA) de la Escherichia coli
Cuadro 2. Incidencia de las variables climáticas en la agricultura tico. Son también esenciales mejorar la capacidad de
taron una mayor biomasa aérea bajo condiciones de
los agricultores para usar el agua de
riego y un aumento de la biomasa de sus raíces en “Cold shock proteins” (CSPs) de las bacterias
Variable climática Efecto
manera más eficiente y el manejo de
condiciones de sequía. Este resultado muestra la uti-
suelos frágiles, y ofertarles semillas de
lidad de la investigación llevada a cabo en una planta Fosfolipasa C específica para fosfatidilinositol (PI-PLC)
Lluvia
Rendimientos
cultivos capaces de soportar las tempe-
modelo como Arabidopsis para mejorar la eficiencia
Temperatura
Duración del ciclo
raturas extremas, la sequía y las inun-
del uso del agua en un cultivo básico como el arroz. Factor de transcripción ortólogo de maíz (ZmNF-YB2)
Radiación solar Acumulación de biomasa
daciones.
Concentración de CO2 Eficiencia de fotosíntesis, y del uso de agua
y de nitrógeno
Adaptación de la agricultura al
Eventos extremos Sequías, inundaciones, heladas, olas de calor
cambio climático a través del
fitomejoramiento
El cambio climático podrá también favorecer el desarrollo
de plagas en condiciones de sequía y de enfermedades
en condiciones lluviosas. Por ejemplo, en el Valle
de Cañete hubo un aumento de las plagas de 45% en
1996-1997 y 34% en 1996-1998, por un incrememento
en la temperatura; mientras las enfermedades, durante
los mismos años, se incrementaron 42 y 67%, respectivamente.
El rendimiento de los cultivos en este valle
bajó en promedio 57% en el período 1996-1998. Durante
el Fenómeno del Niño 1997-1998, se observó
cancrosis en cítricos y varias enfermedades fungosas
en frijol, maíz, papa y trigo en el Perú.
Cambio Climático, Agricultura y Alimentación
en el Perú
La disminución de la productividad agrícola en el Perú
por el cambio climático sería entre 12% y 50% debido
al aumento de las sequías (especialmente en la sierra
donde se observa también el retroceso de los glaciares:
22% de reducción en los últimos 25 años), el aumento
de las temperaturas y una mayor evaporación de agua
almacenada, y modificaciones regionales del régimen
de precipitaciones y temperaturas. Estos últimos conducen
a acontecimientos violentos e infrecuentes como las
inundaciones, la sequía y las tormentas. Por lo tanto, es
urgente la adaptación o cambios de cultivos para enfrentar
la carencia de agua y el aumento de la temperatura.
Los agricultores pueden beneficiarse por cambiar cultivos
así como la forma en que los producen. Los consumidores
están acostumbrados a cambios en la canasta
de alimentos. Aunque el porcentaje de las calorías de
origen animal (13%) y vegetal (87%) no ha variado significativamente
(P > 0.05), hoy se consume más arroz, frutas,
hortalizas, pescado, pollos y huevos y menos carne
de res, chancho y carnero, o frijol y raíces que a principios
de 1960. La papa es aún la base de la alimentación
La mejora genética de los cultivos proporciona a los
agricultores semillas para hacer frente al calentamiento
global, la escasez de agua, las inundaciones y la salinidad.
Sin embargo, el fitomejoramiento en el siglo
XXI debe tener en cuenta que los agro-ecosistemas
serán más variables y con una mayor variación climática
anual. Las características prioritarias del fitomejoramiento
para hacer frente a los impactos del cambio
climático son las que permiten adaptar los cultivos a
las altas temperaturas, las sequías, las inundaciones, a
niveles elevados de CO2 y O3 y que tienen un uso más
eficiente de los fertilizantes.
Los recursos genéticos y los métodos del fitomejoramiento
convencional y molecular (incluyendo las plantas
transgénicas) son necesarios para desarrollar estos
cultivares que se adaptan mejor al cambio climático.
Sin embargo, los estreses abióticos como las temperaturas
extremas, la escasez de agua, y la toxicidad de
iones por salinidad o metales pesados son difíciles de
analizar porque las respuestas de las plantas a estos
estreses requieren cambios en la regulación de la activación
de múltiples genes. La genómica permite investigar
de una manera más integrada la multigenicidad
de la adaptación de las plantas al estrés abiótico. Por
ejemplo, se ha analizado la composición génica de la
región sub1 y la acumulación de RNA mensajero inducido
por la inmersión (1-10 días y 1-3 días de recuperación)
del arroz tolerante e intolerante a la inmersión. Se
ha logrado también la introgresión del haplotipo sub1 a
un cultivar intolerante a través de mejoramiento asistido
por marcadores moleculares.
El estrés hídrico estará asociado al cambio climático en
varias áreas agrícolas debido al cambio en la distribución
de la precipitación pluvial y por una más alta evaporación
en ambientes con altas temperaturas y baja
Descubrimiento Fase 1: Prueba del
concepto
Fase 2: Desarrollo
inicial
Fase 3: Desarrollo
avanzado
Fase 4: Pre -
lanzamiento
Liberación del
nuevo cultivar
Figura 2. En ensayos de campo el maíz transgénico (derecha) muestra un incremento de rendimiento del grano bajo sequía (maíz
testigo en la izquierda): Foto: Monsanto
Los cultivos transgénicos para adaptar
la agricultura al cambio climático
Se necesita aproximadamente una década y US$ 100
millones para que un cultivo transgénico esté disponible
para su uso por los agricultores. El desarrollo de un
cultivo transgénico empieza con el descubrimiento de
genes e incluye varias fases de desarrollo y ensayos de
campo (Fig. 2). También se necesita evaluar su riesgo
potencial para la salud humana, la inocuidad alimentaria,
el medio ambiente y la biodiversidad.
Los cultivos transgénicos con tolerancia al estrés abiótico
necesitan evaluaciones de bioseguridad y aprobación
regulatoria, pero los marcos actuales, que son
el resultado de la primera generación de transgénicos
(resistencia al insectos con Bt o a virus, y tolerancia a
herbicidas), se basan en el modelo “un gen – un producto”,
están muy enfocados en el análisis molecular
de la expresión del transgen, y su evaluación del riesgo
medioambiental considera el no-cambio en la competitividad.
Los cultivos tolerantes a estreses abióticos
como la sequía, por insertar transgenes regulatorios,