La papa (Solanum tuberosum) es uno de los cultivos más importantes de Colombia. Se produce en 9 departamentos, 170.000 Ha por ~90.000 familias. Las principales plagas del cultivo son la polilla guatemalteca de la papa Tecia solanivora (lepidóptero) y el gusano blanco de la papa Premnotrypes vorax (coleóptero). Las larvas de T. solanivora causan daños a los tubérculos en campo y almacén. P. vorax genera pérdidas de ~10% en rendimientos del cultivo. El control de estas plagas depende de la aplicación de químicos que constituyen ~14% de los costos de producción. Los insecticidas químicos afectan a insectos benéficos, mamíferos, peces y la salud del hombre. Es necesario establecer estrategias biológicas no contaminantes. Actualmente no hay estrategias biotecnológicas liberadas comercialmente que involucren un estudio de la interacción del insecto y sus enemigos biológicos desarrolladas en nuestro país.
Bacillus thuringiensis (Bt) es alternativa en el manejo de insectos plaga por su especificidad e inocuidad. Su actividad depende de proteínas Cry que cuando se ingieren por un insecto susceptible llevan a la formación de poros en las células intestinales causando su muerte. Se han descrito toxinas Cry letales para lepidópteros (Cry1, Cry2A y Cry7B entre otras) y coleópteros (Cry1B, Cry1I, Cry3 o Cry7 entre otras). Existe una amplia gama de cultivos transgénicos con genes cry, como algodón, soya y maíz, los cuales están regidos por normas asociadas a derechos de propiedad intelectual que regulan el conocimiento usado en su desarrollo. Sobre el efecto de Bt hacia T. solanivora se ha identificado letalidad de la toxina Cry1Ac, con la cual se generó variedades transgénicas de papa que no se han liberado comercialmente pese a que han pasado seis años desde este desarrollo. La proteína Cry1B tiene letalidad según la experiencia de científicos asociados a este proyecto. Para P. vorax se han evaluado cepas nativas de Bt (con genes cry1, cry2, cry3 y cry7) y la proteína Cry3A, sin encontrar letalidad, y aún no se ha evaluado la mayoría de las 16 clases de toxinas Cry de cepas de Bt anticoleópteras sobre P. vorax.
Existen Pseudomonas con actividad insecticida. Estas bacterias pueden comunicarse entre sí mediante químicos como N-acil homoserina lactonas (AHLs) que difunden a través de la pared celular, acumulándose intracelularmente en presencia de altas densidades bacterianas. La expresión de genes dependientes de densidad celular se ha denotado como quórum sensing (QS). En este proyecto se determinará si se puede potenciar la actividad de bacterias entomopatógenas al co-inocularse con bacterias productoras de AHLs. Existen evidencias que apoyarían esta hipotesis: 1. Cepas productoras de AHLs son ampliamente distribuidas en la rizósfera y bacterias residentes en el intestino de insectos, 2. Las células animales responden a moléculas AHLs y podrían inducir señales apoptóticas y, 3. Las AHLs están involucradas en diferentes mecanismos asociados a la patogenia de la bacteria entomopatógena.
Obtener un producto biotecnológico implica consideraciones de producción, beneficios técnicos, impactos socioeconómicos, apropiación y cambio de las técnicas en consideración con la estructura productiva de los agricultores, así es preciso conocer el punto de partida de los productores para la adopción de nuevas propuestas biotecnológicas.
Esta iniciativa plantea: 1. Desarrollar una línea transgénica de papa (gen cry1B) para resistencia a T. solanivora, con análisis de derechos de propiedad intelectual para Colombia. 2. Se evaluará proteínas Cry de cepas de referencia de Bt de actividad anticoléoptera sobre P. vorax, 3. Se analizará la co-inoculación entre bacterias patógenas para T. solanivora y P. vorax y bacterias productoras de AHLs con prospección de un bioinsecticida, 4. Este paquete biotecnológico será analizado bajo el impacto socioeconómico que implicaría su adopción por parte de los agricultores de papa. |