por
Rowland D. Burdon
NZ Forest Research Institute
Private Bag 3020
Rotorua
Nueva Zelanda
INTRODUCCION
La Biotecnología es un campo en el que se han realizado y se siguen realizando avances espectaculares. Este campo incluye: los nuevos métodos de propagación vegetativa, incluyendo los sistemas in vitro; la críoconservación, la regulación muy avanzada de la floración; y la biología molecular que incluye la localización y aplicación de marcadores ADN y la ejecución de la transformación genética.
Considerando las limitaciones impuestas tradicionalmente por los largos ciclos vitales y el tamaño físico de los árboles, además de la limitada fertilidad de los cruzamientos entre muchas especies afines, parece particularmente atractivo el empleo de la biotecnología para la mejora genética. Los nuevos y mejores sistemas de propagación vegetativa pueden ser una ayuda muy importante, permitiendo entre otras cosas una distribución más rápida del logro genético mediante la propagación en masa del material mejorado. El pleno control de la floración y el control del estado de maduración puede ayudar mucho de muy diversas formas. Unos sistemas satisfactorios de identificación genética serán una buena noticia para la mejora genética y la conservación. Existen perspectivas de nuevos métodos de selección, especialmente de selección prematura y segura de árboles forestales muy jóvenes, que suele ser particularmente difícil de conseguir. La “ingeniería genética” que se suele equiparar con la transformación genética, ofrece la perspectiva de tipos de mejora genética que no serían posibles de otro modo.
La disponibilidad de nueva tecnología representa indudablemente un potencial muy grande de oportunidades pero plantea también problemas que es necesario reconocer. Supone una nueva serie de decisiones sobre asignación de recursos, sobre estructuras de gestión e incluso sobre materias institucionales. Todas estas decisiones pueden ser causa de errores, algunos inevitables en el curso del desarrollo pero muchos pueden evitarse mediante un examen cuidadoso de los problemas.
POSIBILIDADES Y REQUISITOS
Aunque la biotecnología puede proporcionar una nueva serie de herramientas muy poderosas, es conveniente ponderar las condiciones que se requieren para utilizar estas herramientas con provecho y seguridad.
La nueva tecnología de propagación vegetativa (estacas, plántulas de cultivo de tejidos o cultivos embriogénicos) puede acelerar mucho la distribución del logro genético. La regresión de la maduración (envejecimiento fisiológico) o el control de la maduración mediante la críoconservación, puede ayudar a garantizar el avance genético frente a lo que suele ser una limitación biológica frustrante. Sin embargo, el logro genético depende de disponer de variabilidad genética (o volver a crearla) con la que trabajar y realizar una clasificación y selección efectivas.
Existe la perspectiva de utilizar la nueva biotecnología para obtener un control más completo de la floración. La inducción de una floración extremadamente precoz en los pinos y otros géneros, como se puede lograr ya con diversos miembros de las cupresáceas, podría resolver una importante limitación en la mejora genética. El valor de tal medida dependerá sin embargo, de disponer de material genético apropiado para su utilización.
La técnica de “huellas genéticas” mediante el uso de la tecnología del ADN, puede emplearse entre otros fines para caracterizar poblaciones y como ayuda para evaluar la variación genética dentro de una población o entre distintas poblaciones. Esto tiene especial valor para examinar los recursos genéticos que constituyen las poblaciones de base para la mejora genética de árboles. Para esta función, los marcadores del ADN, especialmente los marcadores basados en PCR (reacción en cadena de la polimerase), pueden ser bastante más poderosos y precisos que las isoenzimas actuales empleadas tradicionalmente. Sin embargo, será necesario realizar las investigaciones precisas para avanzar en el uso de tales marcadores con muestras de poblaciones apropiadas y el obtener tales muestras supondrá normalmente la necesidad de contar con la disponibilidad de recursos genéticos apropiados para un programa clásico de mejora genética.
La detección de loci de rasgos cuantitativos (QTL) es una promesa de nuevas posibilidades para evaluar genotipos candidatos. Ello podría ofrecer una herramienta especialmente poderosa para la selección prematura, que en la actualidad suele ser poco segura, hasta el punto de constituir un importante factor limitante para lograr avances genéticos por unidad de tiempo. En el caso de híbridos de generación avanzada entre especies diferentes, el uso de marcadores relacionados con los QTL ofrece perspectivas para conjuntar con más eficacia las mejores características de cada una de las especies progenitoras. Sin embargo, la identificación de conexiones require la elaboración de cartografía genética y la disección de QTL. El lograrlo con especies de cruzamiento lejano, en las que existe poco desequilibrio de conexión genética entre los marcadores y los QTL, supondrá producir y evaluar grandes progenies de polinización controlada, con diseños de apareamiento especializados. Además, el proceso de comprobación de la selección prematura exigirá unos buenos ensayos de progenie que se continúen durante un largo período.
La transformación genética ofrecerá, como se ha mencionado anteriormente, unas ventajas potenciales que pueden ser cualitativamente diferentes de las que se pueden obtener mediante la mejora genética habitual. Estas incluyen la resistencia a los herbicidas ambientalmente aceptables o la esterilidad masculina (y posiblemente femenina). La esterilidad puede convertirse, o seguir siendo, un requisito regulador para la obtención de Organismos Modificados Genéticamente, constituye una promesa para lograr una mayor producción de madera mediante una menor desviación de la biomasa principal en individuos mejorados y, en muchas ocasiones, podría facilitar mucho el manejo de los recursos genéticos a escala demasiado grande para poder aplicar la polinización ordinaria controlada.
Sin embargo, el ensayo inicial de los transformantes tendrá que ser minucioso y prolongado para garantizar que no existen efectos colaterales desastrosos como la susceptibilidad a la roya del maíz que surgió en esta especie después de utilizar un factor especial de esterilidad masculina para la producción de maíz híbrido (Levings, 1989)1. Los tipos de transformación que parecen menos arriesgados, especialmente el uso del ADN “de contra sentido” (antisense), es probable que requieran un trabajo de desarrollo aún más laborioso que la inserción de sucesiones de ADN ajenas a la especie. Los cultivares de transformantes tendrán que basarse en material genético que haya sido mejorado en cuanto a sus características selvícolas básicas; tal mejora “de fondo” que no puede lograrse plenamente mediante ingeniería genética, tendrá que proseguir y dependerá de mantener gran parte de la variabilidad genética natural. Además, los transformantes que se utilicen tendrán que constituir todavía una población con diversidad genética suficiente para evitar una vulnerabilidad excesiva de los cultivos.
Las diversas condiciones previas antes expuestas para el progreso satisfactorio y la aplicación eficaz de la biotecnología, vienen a sumarse al aspecto fundamental de la infrastructura completa de las medidas clásicas de mejora genética que incluyen la conservación o recogida y el mantenimiento de los recursos genéticos, cruzamiento y ensayo y evaluación en el campo. Además estarán los costos de desarrollo y aplicación normal de la biotecnología. Los costos serán considerables; cada aspecto de la biotecnología puede ser por sí mismo costoso de desarrollar, puede haber una fuerte interdependencia entre diversos aspectos (p. ej. dependencia de la transformación genética de una buena tecnología de propagación in vitro) y habrá fallos inevitables o la caída en desuso de algunos caminos de la biotecnología.
PROBLEMAS DE FINANCIACION
Son evidentes las consecuencias para una política de financiación. La biotecnología, si se adopta, hay que aplicarla además de las medidas clásicas de mejora genética y no en lugar de ellas. En el futuro, habrá sin duda aspectos de la mejora genética en los que la biotecnología puede ahorrar mucho tiempo y recursos, que tienen que dedicarse ahora a la mejora genética clásica. Sin embargo, a corto plazo generalmente sucederá lo contrario.
Las consecuencias negativas de una adopción prematura de la biotecnología, a expensas del desarrollo y mantenimiento de una jerarquía clásica de poblaciones de mejora genética y otros recursos genéticos, podrían ser de carácter triple. En primer lugar, se pueden sacrificar logros genéticos posibles a corto plazo con medidas de mejora genética clásica. Estos logros son con frecuencia muy grandes y rápidos, sobre todo con especies exóticas de nueva introducción u otras especies adaptadas recientemente. Los logros pueden ser el producto de grandes inversiones ya realizadas pero que requieren un trabajo de seguimiento para facilitar su amortización. En segundo término, si la infrastructura de la mejora genética clásica está mal dotada de recursos, gran parte de los beneficios potenciales de la biotecnología pueden lograrse demasiado tarde o no llegar a conseguirse. En tercer término, si una interrupción de recursos ocasiona un agotamiento de la variabilidad genética natural, puede llevar incluso a desastres biológicos que podrían agravarse mucho debido a una utilización irracional de la biotecnología.
Las decisiones en cuanto a inversión para biotecnología, en relación con la mejora genética clásica, pueden plantear un dilema. Aunque son considerables los costos y riesgos potenciales, antes mencionados, de desviar recursos de la mejora genética clásica, la decisión de no optar por la nueva biotecnología puede ser poco atractiva. Existe el riesgo indudable de quedarse atrasados tecnologicamente y, si a pesar de todo la financiación se está desviando hacia la biotecnología, los que permanecen firmes a su compromiso con las medidas de mejora genética clásica, podrían quedar con un apoyo financiero escaso o nulo. Aún continuando tal apoyo, puede presentarse un “problema de imagen”. A largo plazo, existe la amenaza de quedar en desventaja comercial a causa de los competidores que tienen un producto superior, con la ventaja adicional de que tal producto esté protegido por los derechos de propiedad intelectual. Incluso sin una presión comercial real, puede ser frustrante, con unos niveles de financiación estancados o en disminución, el contemplar las oportunidades de una ciencia nueva y tentadora que sólo podrían perseguirse en detrimento de un programa operativo bien diseñado de mejora genética.
DECISION POSIBLE
Existe la posibilidad de que se haga realmente una inversión en biotecnología además del trabajo clásico de mejora genética. Los beneficios previstos, más la perspectiva probable de disponer de mayores ingresos, es probable que atraigan el apoyo de recursos adicionales de fondos. Esto es muy conveniente pero la situación requerirá además una gestión muy cuidadosa. La biotecnología y la mejora genética clásica tendrán que integrarse en forma apropiada, lo que será más fácil sin duda si los dispositivos de financiación, favorecen la colaboración. Un énfasis en la tecnología patentada, aunque puede favorecer la financiación, puede ocasionar algunos problemas; uno de ellos es el aislamiento que evite el análisis de propuestas y resultados con colegas apropiados. Otro podría ser la descoordinación de la gestión genética, con detrimento del valor futuro de los recursos genéticos. También puede suceder que la adopción de tecnología patentada no encaje bien con el carácter colaborador de las cooperativas existentes de mejora genética de árboles que tienen un valor comprobado. Además, el dar demasiada importancia a la tecnología patentada puede no encajar con los costos totales supuestos; un programa de biotecnología debidamente equilibrado que reconozca la interdependencia de los diferentes aspectos tecnológicos y cubra el riesgo de fracaso o caída en desuso de determinadas tecnologías, puede ser demasiado caro para que lo soporte cualquier organización. Existen otros problemas que incluyen las relaciones entre aquellos países que poseen recursos genéticos autóctonos pero cuyos recursos de capital son insuficientes para su desarrollo, y aquellos intereses dotados de mayores recursos y atraídos por las perspectivas de una tecnología patentada. Sin embargo, algunos problemas están siendo tratados por el Compromiso Internacional de la FAO sobre Recursos Fitogenéticos (FAO 1983) y más recientemente por el Convenio Internacional sobre Biodiversidad (Anon 1992), que es necesariamente un compromiso entre diversos intereses. Es de esperar que funcione.
CONCLUSION
La asignación apropiada de recursos para la biotecnología y la mejora genética clásica, no garantizará por si sola un resultado correcto pero es un requisito previo fundamental para lograrlo. Indudablemente se puede aconsejar que, por lo menos a corto o medio plazo, la adopción de la nueva biotecnología debe formar parte de un compromiso bastante superior respecto a la mejora genética de los árboles forestales, y no consistir en la simple desviación de los esfuerzos dedicados a la mejora genética clásica. La adopción de la nueva tecnología constituye ipso facto un compromiso para una mayor “domesticación”. Sin embargo, la domesticación comprende todo aquello que contribuye a aumentar los aportes dirigidos a la obtención de mejores ingresos procedentes de la gestión y utilización de organismos para el beneficio humano. De acuerdo con este principio, el empleo de la biotecnología avanzada para la mejora de árboles forestales no puede ser una excepción.
AGRADECIMIENTOS
Deseo expresar mi agradecimiento a los Drs. S.D. Carson y R.D. Smith por sus críticas constructivas del borrador.
REFERENCIAS GENERALES
Anon (1992). Convention on Biological Diversity. United Nations Conference on Environment and Development. (Secretariat of the Convention on Biological Diversity, 11, Chemin des Anémones, B.P. 76, CH- 1219, Châtelaine, Switzerland).
Burdon, R.D. (1992). Tree Breeding and the New Biotechnology - in Damaging Conflict or Constructive Synergism? "Pp 1–7 (keynote address) in “Resolving Tropical Forest Resource Concerns through Tree Improvement, Gene Conservation and Domestication of New Species” (1993). Proceedings of IUFRO Conference (Section S2.02–08) held October 9–18 1992 in Cartagena and Cali, Colombia. (CAMCORE, North Carolina State University, Box 7626, Raleigh, North Carolina 27695-7626 USA). 468 pp. (E)
FAO (1983). Compromiso Internacional sobre Recursos Fitogenéticos. Resolution 8/83 of the 22 Session of the FAO Conference, Rome 5–23 November 1983. FAO, Rome.
Haines, R.J. (1993). The Role of Biotechnologies in Forest Tree Improvement, with Special Reference to Developing Countries. FAO Forestry Paper 118. FAO, Rome.
Haines, R.J. (1994). Biotechnology in Forest Tree Improvement: Research Directions and Priorities. Unasylva 177:46–52.
Kanowski, P.J. (1993). Forest Genetics and Tree Breeding. Forestry Abstracts 63:717–26.
Libby, W.J. (1991). The Problem of Biotechnological Constipation. Pp 323–8 in Woody Plant Biotechnology (ed. Ahuja, M.R.) Plenum Press, New York, USA.
Recursos Genéticos Forestales No. 22. FAO, Roma (1995)
Este articulo fue adaptado por el autor a partir de una exposición presentada en la reunión de IUFRO “Resolución de problemas sobre recursos genéticos forestales tropicales mediante la mejora genética de árboles, la conservación de genes y la domesticación de nuevas especies”, celebrada del 9–18 de octubre de 1992 en Cali, Colombia.
1 Levings, C.S. III (1989), Science 250:942–7
